单级非隔离型双Zeta逆变器

发布时间：2017-08-21 10:30

  本文关键词：单级非隔离型双Zeta逆变器

  更多相关文章： 光伏逆变器 Zeta变换器 升降压 PR控制 单周期控制

【摘要】：光伏逆变器作为光伏电池与电网之间的接口对光伏并网发电技术起到至关重要的作用,随着光伏并网发电系统的发展,对光伏逆变器的设计要求也越来越高。由于光伏发电的间歇性与波动性还要求光伏逆变器具有升降压功能,因此设计一种高效率、高可靠性、高功率密度、低成本的升降压逆变器具有重要意义。通过对比分析现有光伏逆变器的结构特点与工作性能发现,单级非隔离型升降压逆变器更能满足光伏逆变器的设计要求。为此本文提出了一种新型的单级非隔离型双Zeta逆变器,该逆变器是由两个Zeta变换器通过输入并联输出串联的形式构成,结构简单,只有四个功率开关器件,具有Zeta变换器的特性,单级即可实现升降压逆变。根据双Zeta逆变器的结构特点,本文分别采用半周控制和全周控制两种方式对双Zeta逆变器进行控制,并详细分析了两种控制方式下双Zeta逆变器的工作原理。针对双Zeta逆变器非线性特性,提出了一种函数变换法的线性化处理方案。在此基础上本文对双Zeta逆变器进行了输出电压瞬时值闭环控制,分别采用PR控制和单周期控制,并在这两种控制方案下对双Zeta逆变器进行了仿真研究。研究结果表明双Zeta逆变器不存在电感电流断续状态,因此逆变器输出电压不存在过零畸变;而且该逆变器中不含有电解电容,增加了逆变器的工作寿命,提高了逆变器工作可靠性;线性化处理方案使逆变器的闭环控制及输出滤波器设计更加简单。在理论分析与仿真研究的基础上,本文对双Zeta逆变器的主电路和控制电路进行硬件设计,搭建了500W的试验样机,通过实验验证了理论分析的正确性和控制方案的可行性。
【关键词】：光伏逆变器 Zeta变换器 升降压 PR控制 单周期控制
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 研究背景10-13
• 1.1.1 光伏发电意义10-11
• 1.1.2 光伏发电发展现状11-13
• 1.2 光伏逆变器研究现状13-20
• 1.2.1 光伏逆变器分类13-16
• 1.2.2 单级非隔离逆变器研究现状16-20
• 1.3 本文主要工作20-21
• 第2章 双Zeta逆变器工作原理21-47
• 2.1 Zeta变换器的概述21-23
• 2.1.1 Zeta变换器工作原理21-22
• 2.1.2 Zeta变换器变形22-23
• 2.2 双Zeta逆变器工作原理23-36
• 2.2.1 半周控制方式23-29
• 2.2.2 全周控制方式29-32
• 2.2.3 存在问题分析32-36
• 2.3 双Zeta逆变器电路分析及开环仿真36-46
• 2.3.1 双Zeta逆变器电路分析36-40
• 2.3.2 储能电感、电容参数设计40-41
• 2.3.3 双Zeta逆变器输出滤波器设计41-43
• 2.3.4 双Zeta逆变器开环仿真43-46
• 2.4 本章小结46-47
• 第3章 闭环控制策略研究47-62
• 3.1 双Zeta逆变器PR控制研究47-56
• 3.1.1 双Zeta逆变器建模47-50
• 3.1.2 PR控制器设计50-54
• 3.1.3 双Zeta逆变器PR控制仿真54-56
• 3.2 双Zeta逆变器单周期控制研究56-61
• 3.2.1 工作原理56-58
• 3.2.2 单周期控制仿真58-61
• 3.3 本章小结61-62
• 第4章 硬件电路设计62-72
• 4.1 主电路硬件设计62-66
• 4.1.1 功率开关管选择62
• 4.1.2 电感电容设计62-63
• 4.1.3 RCD缓冲电路设计63-64
• 4.1.4 驱动电路设计64-66
• 4.2 控制电路设计66-71
• 4.2.1 主控芯片介绍66
• 4.2.2 采样电路设计66-68
• 4.2.3 数字控制系统设计68-71
• 4.3 本章小结71-72
• 第5章 实验结果分析72-81
• 5.1 开环实验结果72-76
• 5.1.1 半周控制开环实验结果72-74
• 5.1.2 全周控制开环实验结果74-76
• 5.2 闭环实验结果76-80
• 5.2.1 半周控制闭环实验结果76-78
• 5.2.2 全周控制闭环实验结果78-80
• 5.3 本章小结80-81
• 结论81-82
• 参考文献82-86
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果86-87
• 致谢87-88
• 作者简介88

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 嵇保健;洪峰;;半周控制双Buck-Boost单级逆变器[J];电工技术学报;2011年11期

2 高文祥;王明渝;王立健;刘洋;;光伏微型逆变器研究综述[J];电力系统保护与控制;2012年21期

3 吴凯槟;彭旭东;杨秀芳;朱振辉;姜远刚;陈利华;;分布式能源面临重大发展机遇[J];节能技术;2013年05期

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本文编号：712373