微网分布式光伏电源三电平DC-DC变换器研究

发布时间：2020-05-26 18:35

【摘要】：近些年来在对可再生电力能源的研究方面光伏微电网因为能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入而越发的受到重视。但是在光伏微电网系统中对DC-DC变换器领域的研究还有很多问题值得我们去探索。基于此,本文依托新型的三电平DC-DC拓扑结构进行研究,使其可以适用于大容量微电网分布式光伏电源中。该三电平DC-DC变换器既可以输出稳定的高电压直流电,实现储能端和直流负载的快速充电,还包含了部分阴影下的最大功率点跟踪技术。为了实现这些目标,文章重点需要解决三电平DC-DC变换器输出端中点电压波动的问题和部分阴影遮挡下最大功率点跟踪的算法问题。为了解决三电平DC-DC变换器中点电压输出不平衡的问题,文章先对优化后的三电平DC-DC变换器拓扑结构及其工作原理做了详细的介绍,然后分析其不平衡产生的原因,通过将中点电位在平衡情况和多种不平衡情况进行对比和研究后,制定了适合该拓扑结构的相位间隔的多载波脉宽调制策略。接下来文章通过对光伏电池进行数学建模,通过仿真分析对比了无阴影遮挡和部分阴影遮挡时的输出特性曲线,并选择使用了粒子群算法来解决该情况下最大功率点跟踪的算法问题。在确定了调制策略和最大功率点跟踪算法后,文章通过理论分析使用双闭环控制方法对该变换器进行控制。文章最后将整个变换器系统按照功率为10kW,输入电压500V、电流20A,输出电压1200V对主电路器件参数计算选型;并对控制部分电路做了基本的设计。利用MATLAB/Simulink建立系统模型进行仿真,对该变换器在不同情况下输出电压及中点抑制的仿真结果进行了分析,验证了调制策略、最大功率点跟踪算法和控制方法的有效性。
【图文】：

变换器,光伏电源,方式,可再生能源发电

017 年末统计的数据：可再生能源发电装机已达到达到 1.20 亿千瓦；2017 年可再生能源发电新增装电占到 68%[5]。由此可见光发电是目前清洁能源中主要以光伏作为主要分布式电源。低微网分布式光伏电源发电的成本、提高其使用做了很多研究。在电力电子方面 DC-DC 变换器、可靠性以及转换效率等都是重点研究的课题。其中用如下图 1.1 所示。 DC-DC 变换器，其目的为统一多路光伏电源的输出或者对直流负载供电。 DC-DC 变换器，其目的是实现电能的储存和释放。在微电网中具体的应用方式。

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1D2CDU1C2CRL1Q2Q图 1.2 Boost 三点平拓扑结构力电子技术研究所的何海洋提出了一种新型结构，，如图 1.3 所示。该结构通过耦合电感将小功率器件的电压应力[13]。该结构根据输出半将其分为两个工作区域，每一个工作区域4]。该结构虽然解决了开关管的应力，但是其
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM46

【参考文献】