基于光伏逆变器的有源箝位双向反激变换器的研究

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1、分类号：TM461密级：公开UDC：621.3编号：201431403020河北工业大学硕士学位论文基于光伏逆变器的有源箝位双向反激变换器的研究论文作者：王云涛学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：电气工程指导教师：杨文荣职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofElectricengineeringRESEARCHONACTIVECLAMPBI-DIRECTIONALFLYBACKCONVERT

2、ERBASEDONPHOTOVOLTAICINVERTERbyWangYuntaoSupervisor:Prof.YangWenrongNovember2016摘要太阳能作为人类可以永久利用的清洁能源受到各国青睐，是新能源发展的重要组成部分。光伏发电技术由于具有太阳能资源利用率高的优势，而得到了快速发展。在这其中，独立光伏发电系统中的储能环节是保证光伏发电系统稳定运行、提高运行效率、保证电能质量的重要环节。双向DC-DC变换器承担着直流母线和蓄电池之间能量传递的任务，是独立光伏发电系统的核心组成部分。本文主要针对

3、光伏逆变器中使用的双向DC-DC变换器展开研究。本文首先对双向DC-DC变换器的发展背景进行了阐述，梳理了其国内外研究现状。有源箝位双向反激变换器主要优势在于采用软开关技术，可以解决一般双向反激变换器中开关器件电压应力过高、开关器件损耗过大、开关频率无法进一步提高等问题。由此可见，能够实现软开关的有源箝位双向反激变换器在光伏发电系统中的应用发展前景广阔。本文通过概述有源箝位双向反激变换器的工作原理，分析了有源箝位双向反激变换器一周期工作模态，推导出开关管实现软开关的必要条件，并结合400V直流母线和48V蓄电池实

4、际应用要求，设计了有源箝位双向反激变换器电路的主要参数值，设计了基于STM32的控制电路和保护电路。其次，利用状态空间平均法，建立了有源箝位双向反激变换器的小信号模型，求得电路的低频直流分量关系，进行了小信号动态分析，推导出变换器的开关管占空比到输出的传递函数。然后，应用PSIM仿真软件建立了有源箝位双向反激变换器的闭环仿真模型，验证了该拓扑结构的可行性。最后，搭建了一台1kW的有源箝位双向反激变换器实验平台，进行了实验验证和效率分析，结果表明该变换器使用的开关器件少，并且各个开关器件都可以实现软开关，实现能量的

5、双向流动。关键字：光伏逆变器双向DC-DC变换器有源箝位软开关STM32IABSTRACTSolarenergyasahumancanbepermanentlyusedbycleanenergyfavoredbycountries,butalsoanimportantpartofthedevelopmentofnewenergysources.Photovoltaicpowergenerationtechnologybecauseoftheadvantagesofhighutilizationofsolarene

6、rgyresources,andhasbeenrapiddevelopment.Amongthem,theindependentphotovoltaicpowergenerationsystemintheenergystoragelinkistoensurestableoperationofphotovoltaicpowergenerationsystem,animportantprerequisiteforimprovingoperationalefficiency.Bi-directionalDC-DCcon

7、verterisresponsiblefortheenergytransferbetweentheDCbusandthebattery,whichisthecorecomponentoftheindependentphotovoltaicpowergenerationsystem.Thispaperfocusesonthebi-directionalDC-DCconverterusedinPVinverters.Inthispaper,thedevelopmentofbi-directionalDC-DCconv

8、erterisdescribed,anditsresearchstatusathomeandabroadisreviewed.Themainadvantageoftheactive-clampedbidirectionalflybackconverteristhesoftswitchingtechnique,whichcansolvetheproblemssuchashi