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两级式光伏并网逆变器及其功率解耦研究

作　者: 王翀
导　师: 邢岩
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 逆变器并网逆变器光伏发电新能源发电最大功率点跟踪功率解耦
分类号: TM464
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 425次
引　用: 4次
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内容摘要

本文研究单相两级式光伏并网逆变器。首先分析了两级式并网逆变器原理和控制方法,比较研究了各种最大功率点跟踪(MPPT)方法的优缺点,针对通常采用的扰动观察法具体分析了以电流作为扰动量的缺点,并采用了一种自适应变步长的MPPT算法,有效地缓解了跟踪速度与稳态跟踪精度之间的矛盾。在两级式的并网逆变器中,由于并网逆变器的输出功率存在一个两倍于工频的功率波动,所以其直流母线上通常需要大量的电解电容来减小母线电压的波动,实现输入恒定功率和输出波动功率之间的解耦。而大量的电解电容必将增加系统的成本,同时使得整机的寿命下降。本文分析了两级式并网逆变器母线电容电压纹波产生的原因,并定量地推导出母线电容电压纹波与功率等级、母线电压平均值之间的关系;在此基础上,引入解耦变换器的概念,分析了使用该解耦变换器对于减小并网逆变器母线电容体积提高整机寿命有着显著的作用;深入研究了该变换器拓扑和控制原理;从电流角度分析了母线电容电压纹波产生的机理,揭示了解耦变换器与并联型有源电力滤波器的相似之处,给出了直流有源滤波器的概念;搭建了带功率解耦变换器的两级式并网逆变器的仿真模型,该模型证实了理论分析的正确性。设计了基于DSP TMS320F2808的实验样机,验证了分析设计的正确性和可行性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-13
第一章绪论  13-20
  1.1 光伏发电现状与发展  13-14
  1.2 光伏并网发电技术  14-16
    1.2.1 功率变换拓扑与系统结构  14-15
    1.2.2 控制技术  15-16
  1.3 并网变换器中的耦合电容  16-19
  1.4 本文主要内容  19-20
第二章两级式光伏并网逆变器结构与控制  20-31
  2.1 系统结构和工作原理  20
  2.2 系统控制原理  20-27
    2.2.1 两级式变换控制策略  20-23
    2.2.2 控制环路设计  23-27
  2.3 最大功率点跟踪  27-30
  2.4 本章小结  30-31
第三章前后级功率解耦研究  31-45
  3.1 直流母线电容电压纹波分析  31-35
  3.2 功率解耦变换器原理及意义分析  35-38
  3.3 功率解耦变换器拓扑与控制  38-40
  3.4 直流有源滤波器  40-42
  3.5 仿真结果与分析  42-44
  3.6 本章小结  44-45
第四章样机的设计与实现  45-57
  4.1 设计指标  45
  4.2 系统的总体结构  45-46
  4.3 功率电路设计  46-49
    4.3.1 DC/DC 变换器  46-47
    4.3.2 逆变器  47-48
    4.3.3 解耦变换器  48-49
  4.4 控制电路设计  49-50
    4.4.1 采样调理电路  49
    4.4.2 驱动电路  49-50
    4.4.3 过零捕获电路  50
  4.5 实验结果及分析  50-56
    4.5.1 并网运行  51-52
    4.5.2 MPPT  52-54
    4.5.3 孤岛保护  54
    4.5.4 功率解耦  54-56
  4.6 本章小结  56-57
第五章总结与展望  57-58
  5.1 全文工作总结  57
  5.2 后续工作的展望  57-58
参考文献  58-62
致谢  62-63
在学期间的研究成果及发表的学术论文  63

两级式光伏并网逆变器及其功率解耦研究

内容摘要

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