一種新型光伏并網(wǎng)逆變器研究.pdf

1、可再生能源對(duì)全球能源危機(jī)的緩解以及對(duì)相應(yīng)環(huán)境問(wèn)題的改善所起的作用，已經(jīng)變得越來(lái)越不可替代。光伏并網(wǎng)發(fā)電也日漸發(fā)揮著它的作用，但是高成本、低效率以及不能適應(yīng)更大范圍的直流輸入電壓等問(wèn)題是傳統(tǒng)工頻降壓逆變器等面臨的主要問(wèn)題。
　　為了滿(mǎn)足對(duì)大范圍直流輸入電壓適應(yīng)性的要求，逆變器大多采用DC-DC變流器和傳統(tǒng)降壓逆變器級(jí)聯(lián)的結(jié)構(gòu)，其缺點(diǎn)是成本和開(kāi)關(guān)損耗較高。本文回顧和討論了不同類(lèi)型的單相逆變器拓?fù)?。單?jí)式逆變器具有諸如高效率，低成本，結(jié)

2、構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，成為光伏并網(wǎng)逆變器的研究熱點(diǎn)之一。本文對(duì)單級(jí)式并網(wǎng)逆變器展開(kāi)進(jìn)一步研究，圍繞一種新型的三開(kāi)關(guān)反激buck-boost逆變器展開(kāi)分析，該逆變器通過(guò)buck-boost電路對(duì)直流輸入電壓進(jìn)行升高或降低，而且通過(guò)單級(jí)電路將電能輸送給電網(wǎng)。
　　光伏并網(wǎng)逆變器連接了光伏陣列和電網(wǎng)，而實(shí)現(xiàn)對(duì)逆變器的有效控制顯得尤其重要。PWM控制技術(shù)由于具有簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)以及僅需通過(guò)低通濾波就可直接解調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，從而得到廣泛應(yīng)用。閉環(huán)SPWM控制

3、策略具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，跟蹤性能好，以及對(duì)直流輸入電壓變化的適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但控制系統(tǒng)中PID參數(shù)需根據(jù)不同工作點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，從而增加了控制器的設(shè)計(jì)難度。
　　本文在PWM控制策略的基礎(chǔ)上，提出一種基于能量平衡的新控制策略，稱(chēng)為脈沖能量調(diào)制（PEM）。即在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，按照所需的輸出能量與反激電感儲(chǔ)存的能量平衡原則來(lái)計(jì)算脈沖寬度。
　　首先，本文對(duì)三開(kāi)關(guān)并網(wǎng)逆變器分別針對(duì)電感電流在斷續(xù)導(dǎo)通模式（DCM）和電流連續(xù)模式（CCM

4、）展開(kāi)了詳細(xì)地分析以推導(dǎo)脈沖寬度的計(jì)算方法。
　　其次，分別采用SPWM和PEM兩種控制策略對(duì)三開(kāi)關(guān)逆變器進(jìn)行了仿真研究，仿真結(jié)果顯示功率因數(shù)接近于1，THD小于5％，輸入電壓范圍為50V~300V，表明基于PEM控制策略的三開(kāi)關(guān)逆變器具有單位功率因數(shù)運(yùn)行，較低THD的輸出電流，以及對(duì)大范圍直流輸入電壓有更好的適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)。
　　最后，為了驗(yàn)證所研究的三開(kāi)關(guān)逆變器及其PEM控制策略的有效性，搭建了500W的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，設(shè)計(jì)了基