基于單級升壓逆變器的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著世界能源危機日益加劇和自然生態(tài)環(huán)境日趨惡化，清潔可再生能源尤其是太陽能的開發(fā)利用正受到世界各國越來越廣泛的關(guān)注，太陽能已成為世界新能源的主要形式之一。
　　本文以太陽能光伏發(fā)電為背景，介紹了光伏發(fā)電的意義和發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，概述了光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。并網(wǎng)逆變器作為光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，其拓撲結(jié)構(gòu)和控制策略是當前研究的熱點。本文針對傳統(tǒng)電壓源并網(wǎng)逆變器的局限性和不足，提出了一種新型的單級升壓逆變器光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。該系

2、統(tǒng)逆變器與傳統(tǒng)電壓源逆變器相比，其特點是引入一個耦合電感升壓網(wǎng)絡(luò)，利用逆變橋橋臂直通零矢量在單級結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)可控升壓和逆變，且能適應輸入電壓在較大范圍內(nèi)變化的場合，可滿足光伏發(fā)電的要求，因此該系統(tǒng)具有廣闊的應用前景。
　　本文首先介紹了單級升壓逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)、等效電路以及工作原理，并對單級升壓逆變器的兩種升壓特性進行了詳細的分析，且在較高升壓特性下設(shè)計了耦合電感。其次研究了適用于單級升壓逆變器的SPWM和SVPWM調(diào)制策略。通過歸

3、納和總結(jié)各種直流母線電壓控制方法的優(yōu)缺點，研究了一種可變電容電壓的直流母線電壓控制方法。然后研究了單級升壓逆變器應用于光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的控制策略，包括并網(wǎng)電流內(nèi)環(huán)控制策略、直流母線電壓環(huán)控制策略和最大功率點跟蹤控制策略。根據(jù)網(wǎng)側(cè)數(shù)學模型，研究了基于電網(wǎng)電壓合成矢量定向的電流環(huán)控制策略，在同步旋轉(zhuǎn)dq坐標系下實現(xiàn)對并網(wǎng)電流有功和無功的獨立控制。在傳統(tǒng)擾動觀察法上進行改進，研究了一種變步長擾動觀察法最大功率點跟蹤控制策略，并利用Matlab

4、/Simulink軟件搭建了系統(tǒng)仿真模型和進行了仿真研究，驗證了控制策略的正確性和可行性。
　　最后設(shè)計開發(fā)了一套1kW應用于光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的單級升壓逆變器的原理樣機。在以Freescale公司的DSP芯片MC56F8335為核心的軟件環(huán)境中編寫了控制程序，完成了獨立實驗和并網(wǎng)實驗研究。實驗結(jié)果表明了理論分析的正確性和有效性，同時表明了單級升壓逆變器具有很好的升壓逆變功能，在輸入電壓變化下能夠靈活地調(diào)節(jié)直流母線電壓并且輸出高質(zhì)量