非隔離光伏并網(wǎng)逆變器的研究與設(shè)計.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，其拓撲結(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)的拓撲主要采用高頻變壓器隔離來抑制共模電流，但是會造成系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率降低以及變壓器飽和問題。對于普通H4橋拓撲結(jié)構(gòu)，能有效的抑制共模電流，但輸出電壓只有兩種形式，這樣會導(dǎo)濾波裝置電流波動較大，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，開關(guān)器件較少，成本低，但5個開關(guān)器件均為高頻開關(guān)，損耗較大。H5拓撲結(jié)構(gòu)開關(guān)器件少并只有3個高頻開關(guān)器件，但共模電壓的穩(wěn)定要依賴于開關(guān)器件參數(shù)。本文根據(jù)以上幾種拓撲的優(yōu)缺點進行改進，設(shè)計出一種非隔離新型拓撲結(jié)構(gòu)，來解決傳統(tǒng)光伏并網(wǎng)逆變器存在的一系列問題。
　　本文首先介紹了光伏發(fā)電的基本原理，以及對光伏陣列的建模和工程計算方法的分析，并同時詳細分析了MPPT的控制方式。隨之對傳統(tǒng)并網(wǎng)逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)進行分析研究，通

3、過仿真軟件對傳統(tǒng)幾種拓撲結(jié)構(gòu)抑制共模電流的效果進行對比。之后根據(jù)傳統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點進行改進，并設(shè)計出一種非隔離新型拓撲結(jié)構(gòu)，針對于該拓撲結(jié)構(gòu)的工作原理進行詳細分析，并發(fā)現(xiàn)在鉗位通路中增加一個鉗位電阻，可以增強共模電流抑制的效果。其次對非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器控制策略進行研究，分別繪制出基于PI和PR控制策略下的Bode圖，從對比結(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MATLAB仿真驗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。最后通過理論和仿真驗證，對該光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的軟硬件進行設(shè)計，主要對主電路、驅(qū)動電路、采樣電路設(shè)計以及對軟件系統(tǒng)的主程序和中斷子程序設(shè)計，并介紹了SPWM調(diào)制的實現(xiàn)。
　　根據(jù)上述研究，本文設(shè)計了一種非隔離新型拓撲結(jié)構(gòu)，不僅解決了變壓器飽和問題，還減少高頻開關(guān)器件以及逆變效率低問題。并在鉗位通路中增加一個鉗位電阻，還可以大大提高抑制共模電流效果。最后搭建了整個光伏發(fā)電系統(tǒng)模型，通過仿真結(jié)果進一步驗證了其設(shè)計的準(zhǔn)確