非隔離光伏并網(wǎng)逆變器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、在傳統(tǒng)化石能源短缺和環(huán)境惡化的情況下，迫切需要尋找一種新能源來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的能源。光伏并網(wǎng)逆變器作為光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和并網(wǎng)技術(shù)直接決定了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電效率和電能質(zhì)量。傳統(tǒng)的拓?fù)渲饕捎酶哳l變壓器隔離來(lái)抑制共模電流，但是會(huì)造成系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率降低以及變壓器飽和問(wèn)題。對(duì)于普通H4橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，能有效的抑制共模電流，但輸出電壓只有兩種形式，這樣會(huì)導(dǎo)濾波裝置電流波動(dòng)較大，從而導(dǎo)致電感增大，影響系統(tǒng)成本和效率的降低。Heric結(jié)構(gòu)抑制共

2、模電流效果最好，開(kāi)關(guān)器件較少，成本低，但5個(gè)開(kāi)關(guān)器件均為高頻開(kāi)關(guān)，損耗較大。H5拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)器件少并只有3個(gè)高頻開(kāi)關(guān)器件，但共模電壓的穩(wěn)定要依賴于開(kāi)關(guān)器件參數(shù)。本文根據(jù)以上幾種拓?fù)涞膬?yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)出一種非隔離新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，來(lái)解決傳統(tǒng)光伏并網(wǎng)逆變器存在的一系列問(wèn)題。
　　本文首先介紹了光伏發(fā)電的基本原理，以及對(duì)光伏陣列的建模和工程計(jì)算方法的分析，并同時(shí)詳細(xì)分析了MPPT的控制方式。隨之對(duì)傳統(tǒng)并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析研究，通

3、過(guò)仿真軟件對(duì)傳統(tǒng)幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)抑制共模電流的效果進(jìn)行對(duì)比。之后根據(jù)傳統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，并設(shè)計(jì)出一種非隔離新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，針對(duì)于該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的工作原理進(jìn)行詳細(xì)分析，并發(fā)現(xiàn)在鉗位通路中增加一個(gè)鉗位電阻，可以增強(qiáng)共模電流抑制的效果。其次對(duì)非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器控制策略進(jìn)行研究，分別繪制出基于PI和PR控制策略下的Bode圖，從對(duì)比結(jié)果中本文選擇基于PI控制的并網(wǎng)電流技術(shù)策略，之后通過(guò)MATLAB仿真驗(yàn)證不僅可以很好的抑制共模電流，還能穩(wěn)

4、定中間直流側(cè)電壓。最后通過(guò)理論和仿真驗(yàn)證，對(duì)該光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要對(duì)主電路、驅(qū)動(dòng)電路、采樣電路設(shè)計(jì)以及對(duì)軟件系統(tǒng)的主程序和中斷子程序設(shè)計(jì)，并介紹了SPWM調(diào)制的實(shí)現(xiàn)。
　　根據(jù)上述研究，本文設(shè)計(jì)了一種非隔離新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，不僅解決了變壓器飽和問(wèn)題，還減少高頻開(kāi)關(guān)器件以及逆變效率低問(wèn)題。并在鉗位通路中增加一個(gè)鉗位電阻，還可以大大提高抑制共模電流效果。最后搭建了整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)模型，通過(guò)仿真結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了其設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確