交错反激式微逆变器设计

作     者：程帅鹏 

作者单位：华东交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘正平

授予年度：2016年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：并网发电 交错反激 功率解耦 控制策略 

摘      要：近年来,环境污染和能源短缺成为世界各国共同面对的难题。2015年,国际社会在法国巴黎气候大会达成包括《巴黎协定》和相关决定的巴黎成果,这标志着应对环境问题成为全世界的共识。目前,全球从依赖化石能源的经济形态向去碳化的清洁绿色经济演变。太阳能发电产业是清洁能源开发利用的重要部分,小功率的微型逆变器将降低光伏发电成本,提高太阳能发电的普及度。目前,微逆变器的研究朝着小型化、数字化和集成化发展,但是其稳定性、可控性、使用寿命和转换效率都具有很大的研究空间。本文在进行了交错反激式和双反激式微型逆变器系统的对比后,阐述了选择交错反激式拓扑结构的原因;针对PV模块输入功率的功率脉动问题进行了功率解耦,采用薄膜电容取代传统铝电解电容,不仅能很好地吸收扰动电压,还提高了微逆变器的使用寿命;针对光伏并网微逆变器开关损耗大造成转换效率低的问题,采用有源钳位变换器吸收漏感磁能并且对输入电流高频斩波,实现开关管零电压开通;采用BOOST升压环节对直流母线电压进行升压后实现最大功率点跟踪,在变步长扰动观测法的基础上进行二次扰动来提高跟踪精度和速度;为提升波形质量,降低谐波干扰,设计了并网电流控制环,控制芯片采用DSPIC2812;设计了最大输出功率为235W的交错反激式光伏微逆变器,并对实验结果进行了分析。仿真结果与样机实验结果的表明,并网电流波形良好,谐波干扰较低,样机转换效率高,电流满足与电网电压同频同相。