燃料電池并網(wǎng)逆變器研究與設計.pdf

1、隨著國家“節(jié)能減排”、“低碳經(jīng)濟”等發(fā)展戰(zhàn)略的提出，清潔環(huán)保、節(jié)能高效的燃料電池成為新能源領域重要的研究熱點之一，燃料電池逆變并網(wǎng)技術又是其推廣應用的關鍵。本文以3kW燃料電池并網(wǎng)需求為背景，開展燃料電池單相逆變并網(wǎng)技術研究，重點研究逆變并網(wǎng)系統(tǒng)的主電路拓撲結(jié)構(gòu)，控制策略以及參數(shù)配置等，具體內(nèi)容如下：
　　 設計了燃料電池并網(wǎng)逆變器的總體方案，在對比分析各種并網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)的基礎上，提出了全橋升壓電路和全橋逆變器為主體的拓撲結(jié)構(gòu)，并

2、分析了該系統(tǒng)各個模塊的工作原理。
　　 設計了并網(wǎng)逆變器的硬件電路。硬件電路包括DC/DC全橋升壓電路，DC/AC全橋逆變電路，緩沖電路，驅(qū)動電路，濾波電路，信號采集電路以及主控制器外圍電路等。分析了系統(tǒng)中存在的各種干擾，并探討了相關的抗干擾措施。
　　 在分析燃料電池的輸出特性以及并網(wǎng)系統(tǒng)工作特點的基礎上，建立了系統(tǒng)模型，研究了系統(tǒng)的逆變輸出電流跟蹤電網(wǎng)電壓的控制策略，確定以PI閉環(huán)調(diào)節(jié)為控制核心，并且加入了電壓前饋補

3、償控制，證明了電壓前饋補償控制可以抵消電網(wǎng)電壓對并網(wǎng)電流的影響。改進了數(shù)字鎖相算法，使逆變電流與電網(wǎng)電壓更準確的同頻同相，使逆變器以高功率因數(shù)并網(wǎng)。
　　 根據(jù)系統(tǒng)總體設計的要求，進行了軟件設計。對DSP2407以及CPLD的資源進行了合理的分配，對中斷優(yōu)先級進行了分配，設計了鎖相單元以及SPWM中斷處理的流程圖。
　　 研制了一臺3kW燃料電池并網(wǎng)逆變器樣機，對DC/DC模塊和DC/AC模塊進行了分塊調(diào)試，最后進行了聯(lián)