光伏发电并网系统微型逆变技术研究

发布时间：2020-09-24 07:17

　　 随着时代的发展,光伏发电成为了新时期绿色能源的重要组成部分,是解决全球能源和环境危机的重要手段之一。在光伏发电中,逆变器性能的优劣、效率的高低成为了影响整个光伏发电系统的重要因素。而光伏微型逆变器作为一种新型的光伏并网装置,引起了各个国家的重视,在光伏发电系统中起到越来越重要的作用。我们作为一个发展中的大国对光伏发电并网系统微型逆变技术做深入研究将是非常必要的。首先,本文分析了光伏并网系统的组成,思考了微逆变器设计时需要考虑的主要问题,如效率、成本、通信等问题;阐述了光伏电池阵列的工作原理,并在Simulink中建立了光伏电池阵列的仿真模块图;改进了最大功率点跟踪技术的扰动观察法,提高微逆变器的电压转换效率和跟踪速度;分析了微逆变器电路中电源性质、功率级数、单级式以及多级式等不同的电路拓扑结构,为下一步降低微逆变器电路成本提供理论依据;研究了逆变系统中的通信技术,用CAN-BUS来提升微逆变光伏并网系统的通信速度和稳定性,并设计了CAN通信协议。其次,选择单相光伏并网微逆变器作为设计对象,设计了微逆变器的构架方案,提出了系统的设计参数和依据;选择电压源型两级无隔离型变压器作为设计微逆变器的电路拓扑结构,减小微逆变器电路板的体积,降低成本;通过对芯片的选择、CAN通信电路、直流侧电压电流、交流侧电压电流以及主电路等十三个方面的研究,设计出了本文的微逆变器硬件改进方案。然后,进行了最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)仿真实验,仿真结果表明,本文设计的微逆变器能够快速转换电压,提高跟踪效率;对设计的微逆变器电路、LC电路进行仿真,得到相应的电路输出曲线,验证了本文设计的微逆变器在降低成本的同时,能保证光伏系统正常工作;搭建了CAN测试平台,并通过专业设备CAN总线测试工具(CANoe)对系统进行了测试,测试结果表明,将CAN通信可以运用到基于微逆变技术的光伏并网发电系统,并能够有效提升通信速度和通信稳定性。以上三个仿真实验,验证了本文设计的微逆变器能够有效提高光伏并网系统的工作效率,也说明了本文基于光伏发电并网系统微型逆变技术研究是有成果的。
【学位单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM615
【部分图文】：

图 2-4 Iph的模块图.3.2 反向饱和电流 Ig模块由公式（2-6）可知，当负载处于开路状态时，光伏电池模型的输出电流 I=0于开路电压 Uoc。因此公式（2-6）可写为：qU

Iq模块图

ph g qI I I I Simulink 的特性，对图 2-4、2-5、2-6、2-7 的模块进行封装，同时 伏电池阵列的仿真模块图。如图 2-8 所示。

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