基于推挽拓扑结构的微型并网逆变器的研究

发布时间：2017-07-17 12:23

  本文关键词：基于推挽拓扑结构的微型并网逆变器的研究

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【摘要】：建筑光伏一体化近年得到快速发展,家庭式光伏发电系统也在逐渐兴起,这样就为单个光伏组件的微型并网发电系统的发展带来了机遇。而微型逆变器是微型并网发电系统的一个极其重要的组成部分。本文是在研究微型逆变器的常用拓扑的基础上,提出了一种串联谐振推挽式的微型逆变器,这种逆变器中的ZVCS电路能够组成谐振电路。串联谐振推挽式微型逆变器开关损耗较小,能够提高变换器效率。因为逆变器主电路的开关管能够工作于软开关状态,DC/DC中的变压器的偏磁能够通过外接的谐振电容得到抑制。本文所做的主要工作如下:第一,详细分析了微型逆变器的几种主要的拓扑结构并对他们的优缺点进行了比较与分析,最后选择了效率比较高、具有LC谐振电路和软开关技术的串联谐振推挽式微型逆变器作为本文的研究对象第二,以串联谐振推挽式微型逆变器为研究对象,基于PIC单片机对其硬件电路和软件编程进行了仔细的原理分析与研究。硬件电路主要包括DC/DC电路、DC/AC电路、电流电压检测电路、过零检测电路等;软件编程主要包括主程序、故障检测程序、报警程序等。第三,对微型逆变器的控制策略进行了研究。确定了基于变步长的扰动观察法的MPPT;提出了基于SPWM电流跟踪控制策略、前馈控制策略、三环控制策略;对软开关技术进行了原理分析,并运用实验波形进行了验证。最后,用Matlab软件对串联谐振推挽式微型逆变器进行了仿真,对实际实验波形进行了研究,通过仿真与实验波形的对比与分析,验证了该方案的合理性和可行性。
【关键词】：串联谐振推挽式微型逆变器 拓扑结构 控制策略 仿真与实验波形
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 光伏并网发电系统的发展背景8-11
• 1.2 微型逆变器的发展历程和研究概况11-13
• 1.2.1 微型逆变器的发展历程和国内外研究现状11-12
• 1.2.2 光伏并网微型逆变器的关键技术及其研究12-13
• 1.3 论文主要研究的内容13-15
• 第二章 微型逆变器拓扑结构的方案分析与研究15-23
• 2.1 微型逆变器拓扑结构的概述15
• 2.2 电压型高频链微型逆变器的拓扑结构15-19
• 2.2.1 反激式电压型高频链微型逆变器16-17
• 2.2.2 串联谐振式DC/DC的微型逆变器17-18
• 2.2.3 串联谐振推挽式的微型逆变器18-19
• 2.3 电流型的高频链微型逆变器19-21
• 2.3.1 电流源反激方式的高频链逆变器19-20
• 2.3.2 推挽方式的微型并网逆变器20-21
• 2.4 分析比较与选择21-22
• 2.5 本章小结22-23
• 第三章 微型逆变器硬件和软件的设计23-36
• 3.1 微型逆变器硬件电路的设计23-30
• 3.1.1 主电路设计23
• 3.1.2 串联谐振推挽式DC/DC升压电路的设计23-24
• 3.1.3 全桥逆变器的设计24-25
• 3.1.4 升压变换控制器的设计25-27
• 3.1.5 电压的检测电路27-28
• 3.1.6 电流的检测电路28
• 3.1.7 过流保护电路28-29
• 3.1.8 电网电压及过零检测电路的设计29-30
• 3.1.9 电源电路的设计30
• 3.2 微型逆变器软件的设计30-35
• 3.2.1 系统的主程序的设计31-32
• 3.2.2 故障检测程序的设计32-33
• 3.2.3 报警程序的设计33-35
• 3.3 本章小结35-36
• 第四章 微型逆变器控制策略的研究36-52
• 4.1 最大功率点跟踪的控制策略36-39
• 4.1.1 光伏电池输出特性的研究36-38
• 4.1.2 MPPT的控制原理和方法的研究38-39
• 4.2 并网控制策略的研究39-44
• 4.2.1 控制策略的分类39-40
• 4.2.2 基于SPWM电流跟踪控制的实现40-42
• 4.2.3 电网电压中的前馈补偿控制42-43
• 4.2.4 三环控制策略43-44
• 4.3 微型逆变器软启动技术的研究44-51
• 4.3.1 串联谐振推挽式微型逆变器软开关技术原理分析44-50
• 4.3.2 串联谐振推挽式微型逆变器软开关实验波形50-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第五章 逆变器系统仿真与实验结果分析52-61
• 5.1 逆变器系统仿真与分析52-54
• 5.1.1 逆变器DC/DC升压电路的仿真52-53
• 5.1.2 逆变器DC/AC电路的仿真53-54
• 5.2 逆变器实验结果与分析54-60
• 5.2.1 DC/DC电路实验结果分析55-56
• 5.2.2 DC/AC电路实验结果分析56-58
• 5.2.3 逆变器输出波形与分析58-59
• 5.2.4 微型逆变器效率分析59-60
• 5.3 仿真结果与实验结果的比较与总结60-61
• 第六章 总结与展望61-62
• 参考文献62-66
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果66-67
• 致谢67

【参考文献】

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本文编号：553585