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交错反激微功率光伏并网逆变器的设计

电力电子技术 2013年第4期47卷 43-45页

作者：张锦吉王小彬毛行奎福州大学电气工程与自动化学院福建福州350108

对基于交错反激拓扑的微功率光伏并网逆变器(PVMI)进行分析与设计,交错反激并网逆变器分为交错反激和极性反转桥两部分,反激逆变器将PV板输出的直流电变换为工频正弦双半波电流,再通过极性反转桥变换为正弦电流注入到电网。分析推导了... 详细信息

对基于交错反激拓扑的微功率光伏并网逆变器(PVMI)进行分析与设计,交错反激并网逆变器分为交错反激和极性反转桥两部分,反激逆变器将PV板输出的直流电变换为工频正弦双半波电流,再通过极性反转桥变换为正弦电流注入到电网。分析推导了基于交错反激逆变器的并网电流控制原理,介绍了微逆变器的反激变压器设计和控制程序流程图,并调试了一台输出200 W的PVMI。实验结果表明,基于交错反激拓扑的PVMI结构简单,电流控制有效可行。

关键词：逆变器光伏交错反激

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交错反激微光伏逆变器并网控制的解耦策略

电力电子技术 2017年第1期51卷 37-38,67页

作者：王振黄庆礼刘菊蒋春旭工业和信息化部电子第五研究所广东广州510610

对交错反激式微光伏并网逆变器的拓扑结构进行分析,建立其并网控制的数学模型。为了更好地控制并网电流,引入电压解耦和功率解耦控制策略,在电网周期内,利用软件对控制参数进行解耦性修改,设计出实验样机。实验结果表明,电压解耦和功率... 详细信息

对交错反激式微光伏并网逆变器的拓扑结构进行分析,建立其并网控制的数学模型。为了更好地控制并网电流,引入电压解耦和功率解耦控制策略,在电网周期内,利用软件对控制参数进行解耦性修改,设计出实验样机。实验结果表明,电压解耦和功率解耦的控制参数经过软件解耦性修改后,并网电流谐波含量和逆变器转换效率均有明显改善。

关键词：逆变器交错反激谐波改善解耦控制

基于交错反激的光伏控制器及其控制策略的研究

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电子测试 2022年第11期36卷 40-42,46页

作者：刘泽伟邵伟明厦门理工学院现代工程训练中心福建厦门361024

传统的两级式微型逆变器高频DC/DC变换器通常采用单反激式变换器,它具有电路结构简单的优点,但其功率却受到变压器铁心磁状态限制,难以应用在高于100瓦的场合。因此提出使用将交错并联反激电路应用在两级式微型逆变器中,其与单反激式电... 详细信息

传统的两级式微型逆变器高频DC/DC变换器通常采用单反激式变换器,它具有电路结构简单的优点,但其功率却受到变压器铁心磁状态限制,难以应用在高于100瓦的场合。因此提出使用将交错并联反激电路应用在两级式微型逆变器中,其与单反激式电路相比较具有输出功率翻倍,输出电流脉动小,直流母线输出电压纹波小的优点,并且同样具有电路结构简单,容易做最大功率点跟踪的优点。最后通过matlab/simulink进行仿真实验,使用不对称模糊控制进行最大功率点跟踪进行验证,该电路能够应用在200W的微型逆变器中,并且在光照变化的条件下,能够在0.0005s内跟踪到最大功率点。

关键词：交错反激两级式微型逆变器最大功率跟踪不对称模糊控制

基于平面变压器的交错反激微功率光伏逆变器设计

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电气开关 2022年第5期60卷 53-57页

作者：张家璇毛行奎郑润民张彬意福州大学电气工程与自动化学院福建福州350108

微功率光伏逆变器具有抗光照阴影能力强等特点,为光伏逆变器重要架构之一。为提高反激微功率光伏逆变器效率,采用低端有源箝位电路并深入分析了其工作原理和关键参数设计依据,为改善户外高温环境下高频功率变压器温升,采用平面变压器技... 详细信息

微功率光伏逆变器具有抗光照阴影能力强等特点,为光伏逆变器重要架构之一。为提高反激微功率光伏逆变器效率,采用低端有源箝位电路并深入分析了其工作原理和关键参数设计依据,为改善户外高温环境下高频功率变压器温升,采用平面变压器技术充分利用其表面积大易于散热、PCB线圈载流能力强特点,并提出采用双磁芯拼接结构,以及高耦合系数的线圈结构。设计了一台直流输入电压范围22~36V,输出220W/220Vac的样机,并建立了基于Saber的仿真模型,搭建了实验样机。仿真和实验表明,设计的样机工作稳定,性能良好,证明了设计的正确有效性。

关键词：微逆变器交错反激有源箝位平面变压器

交错反激微功率光伏逆变器的平面磁集成技术研究

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交错反激微功率光伏逆变器的平面磁集成技术研究

作者：许艺娟福州大学

学位级别：硕士

太阳能具有储量大、无污染、投用区域广、不受使用地点的限制等优点,在新能源的开发利用中占重要地位,其中光伏并网发电是利用太阳能的重要形式。交流模块式光伏并网发电架构具有抗阴影能力强、即插即用、光伏电池板利用率高等优点,已... 详细信息

太阳能具有储量大、无污染、投用区域广、不受使用地点的限制等优点,在新能源的开发利用中占重要地位,其中光伏并网发电是利用太阳能的重要形式。交流模块式光伏并网发电架构具有抗阴影能力强、即插即用、光伏电池板利用率高等优点,已得到广泛应用。微功率光伏并网逆变器是交流模块式光伏发电架构的关键设备之一。考虑到成本和功率等级等因素,本文采用交错反激电路后接工频极性反转桥作为微功率光伏并网逆变器的主电路拓扑。采用两路反激并联结构的交错反激电路既提高了逆变器的功率等级,又减小了输入输出侧的电流纹波。针对微功率光伏并网逆变器对功率密度、效率和运行环境等的严苛要求,本文将平面磁集成运用到交错反激微功率光伏并网逆变器中。合理应用磁集成技术可以减小磁性元件的体积,降低磁芯和绕组的损耗,同时改善输入输出侧的电流纹波。同时,磁芯和绕组的平面化具有体积小、表面积大、易于散热、参数一致性好、漏感小等优点。本文首先分析了交错反激微功率光伏并网逆变器的工作原理,并推导出并网电流控制策略的占空比表达式。其次,本文对比分析了不同磁集成方案,重点分析了反向耦合磁集成方案对单路反激稳态电流纹波的影响。同时,基于Saber仿真软件搭建了分立磁件和反向耦合磁集成方案以及并网控制策略的仿真模型,通过仿真结果验证磁集成方案和并网电流控制策略的可行性。再次,对比分析了平面变压器不同绕组布置方案对变压器漏感和绕组交流损耗的影响,并用有限元软件Maxwell 2D对各方案进行仿真。同时分析了绕组边缘效应和气隙扩散磁通的影响。将在PExprt软件中搭建的平面变压器模型导入Simplorer软件中搭建的主电路仿真模型,结合Matlab软件中搭建的控制电路模型一起仿真,验证平面变压器模型的可行性。最后,研制了一台额定输出220W,基于dsPIC33FJ32GS606全数字控制的交错反激微功率光伏并网逆变器实验样机,通过样机测试的实验结果,得出平面磁集成方案能有效改善原副边电流纹波并提高逆变器整体效率的结论,从而验证了平面磁集成方案的可行性与有效性。

关键词：微功率光伏逆变器交错反激平面磁集成绕组损耗电流纹波

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同方学位论文库

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交错反激微功率光伏逆变器磁集成研究

交错反激微功率光伏逆变器磁集成研究

作者：谢超福州大学

学位级别：硕士

太阳能与传统能源如煤、石油、天然气相比,具有储量无限且污染小等优点,合理地利用太阳能可以有效缓解当前的能源危机。太阳能光伏发电技术是利用光伏电池板的光伏效应将太阳能转换为电能,并通过光伏逆变器为设备供电或将电能输送到电... 详细信息

太阳能与传统能源如煤、石油、天然气相比,具有储量无限且污染小等优点,合理地利用太阳能可以有效缓解当前的能源危机。太阳能光伏发电技术是利用光伏电池板的光伏效应将太阳能转换为电能,并通过光伏逆变器为设备供电或将电能输送到电网中。与基于中、大功率光伏逆变器的集中式和串式光伏发电架构相比,基于微功率逆变器的交流模块式光伏发电架构具有抗阴影能力强、即插即用、最大程度的分布式发电以及光伏电池板利用率高等特点,已发展为重要的光伏发电架构之一。微功率逆变器作为交流模块式光伏发电架构的关键设备之一,对提高系统的发电效率和降低成本有重要影响。考虑成本及功率等级等因素,目前工业界一般采用交错反激式逆变器作为微功率逆变器拓扑。交错反激逆变器拓扑的特点为两路反激逆变器输入侧与输出侧并联,不仅提高了逆变器的功率等级,同时减小了输入输出侧电流纹波。本文从磁性元件角度出发,提出磁集成技术在交错反激微功率逆变器上的应用。与分立磁件方案相比,采用集成磁件方案可以减小磁性元件的体积与磁芯损耗并降低温升,同时改善反激逆变器的原、副边电流纹波,从而满足微功率光伏逆变器对功率密度、效率和运行环境等方面的严苛要求。针对交错反激微功率光伏逆变器的磁集成研究,本文首先在分立磁件方案的基础上对交错反激逆变器的关键波形和各阶段工作模态进行分析,推导出并网电流的控制策略。其次,本文提出基于交错反激逆变器的高频变压器的解耦磁集成与耦合磁集成两种方案。结合电路和磁路的原理,研究两种集成磁件方案对磁芯体积、磁芯损耗和原、副边电流纹波等几个方面的影响。再次,基于SABER仿真软件搭建了并网电流控制策略和两种集成磁件方案的仿真模型,通过仿真结果验证并网电流控制策略和集成磁件方案的可行性。最后,分别设计一台分立磁件方案样机和一台集成磁件方案样机。通过样机测试的实验结果,得出集成磁件方案可以有效减小磁性元件体积,改善原、副边电流纹波并提高逆变器整体效率的结论,从而验证了集成磁件方案的可行性与有效性。

关键词：微功率逆变器交错反激磁集成功率密度磁芯损耗电流纹波

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同方学位论文库

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交错反激式光伏并网微逆变器研究

交错反激式光伏并网微逆变器研究

作者：孙玉巍华北电力大学

学位级别：硕士

随着对环境和能源问题的日益关注，近年来，太阳能光伏发电作为可再生能源利用的一种重要形式，受到世界各国越来越多的重视。在光伏屋顶和光伏建筑一体化等光伏并网发电的小功率应用中，基于单个光伏组件和微型逆变器的交流模块式光伏... 详细信息

随着对环境和能源问题的日益关注，近年来，太阳能光伏发电作为可再生能源利用的一种重要形式，受到世界各国越来越多的重视。在光伏屋顶和光伏建筑一体化等光伏并网发电的小功率应用中，基于单个光伏组件和微型逆变器的交流模块式光伏发电系统，可针对单块光板独立进行最大功率跟踪，克服了光伏电池因局部阴影而产生的不匹配损耗和热斑等现象，提高了整体发电效率和系统的冗余能力，逐渐成为光伏发电的主要利用形式之一。本文以交流模块式光伏发电系统的核心部件微逆变器为研究对象，对微逆变器电路拓扑及工作原理、并网控制技术、最大功率跟踪技术、无电解电容功率解耦技术等问题进行了深入的研究。针对电流源型交错反激微逆变器分别提出了双频率并网控制方法、基于并网电流扰动的最大功率跟踪控制算法、新型主动式功率解耦方法，继而确定了交错反激微逆变器系统的综合控制策略，并进行了Matlab仿真验证分析。最后，论文给出了交错反激微逆变器具体软硬件设计实现和基于RTW模块化编程的原理和流程，并实现控制程序的设计。通过实验验证了元器件选型和电路设计的正确性。

关键词：微逆变器交错反激双频率并网控制最大功率跟踪功率解耦

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同方学位论文库

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交错反激式微逆变器设计

交错反激式微逆变器设计

作者：程帅鹏华东交通大学

学位级别：硕士

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... 详细信息

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。

关键词：并网发电交错反激功率解耦控制策略

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交错反激微型逆变器的研制

交错反激微型逆变器的研制

作者：杨波勇西华大学

学位级别：硕士

能源危机的加剧与环境问题的日益凸显,使得新能源的开发利用受到社会广泛关注,尤其加快了对光伏产业的探索。光伏并网系统中,微型逆变器以其模块化的优势成为工业与学术研究热点之一。本文对常见的微型逆变器拓扑进行了分析与比较,最终... 详细信息

能源危机的加剧与环境问题的日益凸显,使得新能源的开发利用受到社会广泛关注,尤其加快了对光伏产业的探索。光伏并网系统中,微型逆变器以其模块化的优势成为工业与学术研究热点之一。本文对常见的微型逆变器拓扑进行了分析与比较,最终确定了以结构简单,控制方便的单级式交错反激型微型逆变器为研究对象。总结了反激式微型逆变器的关键技术研究现状,针对现有微型逆变器成本较高、体积较大的特点,本文从低成本,小体积,高效率的方向出发,对交错反激式微型逆变器的拓扑结构与控制方法进行了相关研究,以期为微型逆变器的是市场化推广与普及做一定贡献。首先,重点分析了反激变换器的工作模态与工作原理,指出电感电流断续模式控制简单易实现的特点适合反激式微型逆变器。针对反激变压器漏感能量问题,深入分析了RCD钳位电路。根据交错反激电路的特点,提出了一种改进的钳位拓扑,实现了漏感能量的吸收,并钳位了开关管漏感电压,仿真与实验验证了其能在减小系统体积与成本的同时能提高变换效率。其次,针对反激逆变器特征,本文在分析变压器原边峰值电流控制策略与传统单频率并网电流控制方法的基础上,提出了一种双频率并网电流控制策略,并推导了其在电感电流断续模式下的并网电流表达式与频率切换点选取原则。在瞬时输出功率较大时采用高频率策略以限制变压器原边电流,在瞬时输出功率较小时采用低频率策略以减小开关损耗,仿真与实验验证了其在保证系统效率与系统稳定性的前提下能有效减小系统体积。最后,对交错反激微型逆变器系统主电路与控制电路进行了分析与设计,尤其对反激变压器进行了详细设计。搭建了以TMS320F2812为核心控制器的250W光伏并网交错反激微型逆变器实验样机,并进行了系统实验,实验结果验证了拓扑改进,双频率控制及系统设计的可行性。

关键词：微型逆变器交错反激钳位拓扑双频率控制