基于直流輸出側(cè)并聯(lián)解耦的光伏微逆變器研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，人類對能源的需求量不斷增長。大量的化石能源消耗導致能源危機和環(huán)境污染不斷加劇。世界各國加大了對清潔能源的開發(fā)力度，太陽能具有分布廣泛、可再生、無環(huán)境污染的優(yōu)點而成為各國開發(fā)的焦點。最近，國家能源局發(fā)布能源發(fā)展指導意見，提出積極發(fā)展分布式能源，放開用戶側(cè)分布式電源建設，鼓勵多元主體投資建設分布式能源的要求。
　　微逆變器因其易擴展、低成本、發(fā)電效率高和模塊化設計的優(yōu)點，逐漸成為未來分布式光伏逆變器的趨勢，因此對其

2、研究具有重大的意義。然而，在分布式發(fā)電系統(tǒng)中，光伏組件由于MPPT控制產(chǎn)生恒定的輸入功率，而傳輸?shù)诫娋W(wǎng)的功率卻含有兩倍工頻的功率脈動，兩者的瞬時值不一致，因而需要在逆變電路中設置能量緩沖電路。為了使光伏兩端輸出的電壓波動低于2%，傳統(tǒng)微逆變器均使用大容量的電解電容實現(xiàn)逆變器的瞬時輸入輸出功率的平衡。大容量的電解電容不僅體積較大而且壽命也很短，它嚴重限制了逆變器的使用壽命。對于如何延長逆變器的使用壽命，眾多學者提出了不同的解決方法,比如研

3、究超長壽命的電解電容技術(shù)、研究無電解電容微逆變技術(shù)。
　　本文研究設計了一種基于直流輸出側(cè)功率解耦的光伏并網(wǎng)微逆變器，文章是基于在單相微逆變器功率和電網(wǎng)頻率一定的情況下，解耦電容的大小與電容電壓的平均值和電壓紋波成反比這樣一個結(jié)論而展開研究的。該微逆變器由boost電路與電流源型高頻逆變電路并聯(lián)而成，解耦電容并聯(lián)在兩個電路之間。通過峰值電流控制法，在每個開關(guān)周期過程中，控制使光伏組件輸出的功率全部轉(zhuǎn)移到解耦電容上。使解耦電容兩端電

4、壓升高、紋波加大，從而降低解耦電容容值，避免使用短壽命的電解電容器，達到延長逆變器使用壽命的目的。其次，本文依據(jù)以上思路，提出了boost電路與反激變換器并聯(lián)的逆變拓撲，同樣可以實現(xiàn)減小解耦電容容值的目的；然后，詳細分析了所研究微逆變器電路的五種工作狀態(tài)，給出了電路的控制實現(xiàn)方法；再次，根據(jù)光伏微逆變器的工作特點和設計要求，對電路關(guān)鍵器件進行了設計，并根據(jù)電壓電流的應力選擇了功率開關(guān)器件；依據(jù)所設計的電路參數(shù)，在PSIM軟件中搭建了直流