光伏微逆变器和优化器的分析

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1、StudyonPhotovoltaicMicroInverterandPowerOptimizerThesisSubmittedtoYangzhouUniversityApplyingformeDegreeofMasterofEngineeringByWangZhibinThesisSupervisor：AssociateProfessorFangYuYangzhouUniversity,Yangzhou，P．R．China，April，2013本文研究工作得到了以下项目资助扬州市中小企业技术创新资金项目(市厅级项目编号YZ2010187)，“光伏发电微逆变器电路

2、及其控制策略研究”．摘要(Abstract)摘要随着全世界范围内能源危机和环境污染的问题日益突出，可再生能源的利用越来越得到人们的重视，其中，太阳能作为一种新型的绿色可再生能源，具有存储量大、清洁环保无污染等优点。对于太阳能的利用最重要的技术就是光伏(Photovoltaic，PV)发电技术，从上世纪80年代中期开始研究和使用光伏发电系统，到如今已经形成多种结构的发电系统。各种结构的使用方法不同，发展趋势也各不相同。如多支路式结构、串型结构和主从结构适合较大功率的光伏发电系统，而随着家庭用户的迅猛增加与光伏建筑一体化(BuildingIntegratedPhoto

3、voltaic，BIPV)技术的快速发展，小功率的光伏微逆变器(PVMicroInverter)和光伏优化器(SolarPoweroptimizer,SPO)越来越受到青睐。本文主要研究了光伏并网发电微逆变器。选择交错并联反激型拓扑，作为单相光伏并网发电微逆变器的前级电路；采取相应的控制策略，前级可实现最大功率点跟踪(MaximumPowerPointTracking,MPPT)，并整流输出倍频的正弦馒头电压／电流波形。研究的微逆变器后级电路采用传统的全桥逆变电路，无需复杂的控制，只需在工频下实现倒向，完成并网发电。微逆变器系统的控制环路和传统并网逆变器的一样，主

4、要是MPPT环和电流环，因此系统控制简单、高效。为了消除交错并联两路输入电流的不平衡，设计了输入电流均衡补偿器，从而确保了两路输入电流的平衡。本课题还研究了光伏优化器，选取桥式Buck-Boost电路作为光伏优化器的主电路，设计了优化器主电路的参数、控制电路的参数和调理电路的参数。论文中对交错并联反激型并网微逆变器建立了数学建模，并通过Psim软件仿真，验证了数学模型的正确和设计的可行性。在此基础上，研制了一台200W微逆变器实验样机，采用MICROCHIP公司的dsPIC33FJl6GS504单片机作为控制CPU，实现了微逆变器系统的全数字控制。最后的实验结果表

5、明，研究的并网微逆变器具有优良的动态和稳态性能，实现了小功率模块化并网发电。论文中使用Psim软件对桥式Buck．Boost电路的光伏优化器进行了仿真，验证其控制策略的可行性。在此基础上，研制了一台300W光伏优化器样机，以FREESCALE公司的MC56F8245芯片为控制CPU，实现数字控制。实验结果表明研究的光伏优化器具有高效率和高功率密度。关键词：光伏并网发电；交错并联；微逆变器；光伏优化器；数字控制摘要(Abstract)AbstractAstheworldwideenergycrisisandenvironmentpollutionprobleminc

6、reasinglyprominent,theuseofrenewableenergygetsmoreandmoreattention,inwhichthesolarenergy弱anewtypeofgreenrenewableenergyhastheadvantagesoflargestorage,cleanandnopollution．Fortheuseofsolarenergyphotovoltaic@V)powergenerationtechnologyisoneofthemostimportanttechnologies．Sincethemiddleof1

7、980s，peoplebegantostudyandusephotovoltaicpowergenerationsystem，untilnow,avarietyofstructureofpowergenerationsystemshasbeendeveloped．Differentstructureshavedifferentmethodsandtendency．Suchasthestructureofmul邱lebranchtype，thestringtypeandmaster-slavetypeallsuitableforhigh-powerphotovolt

8、aicpo