光伏并网系统中串联型功率优化器结构和控制策略研究

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1、分类号：单位代码：密级：学号：硕士学位论文中文论文题目：光伏并网系统中串联型功率优化器结构和控制策略研究英文论文题目：申请人姓名：陈旺指导教师：陈敏张军明专业名称：电力电子与电力传动研宄方向：所在学院：电气工程学院论文提交日期年月曰光伏并网系统中串联型功率优化器结构和控制策略研究论文作者签名指导教师签名：论文评阅人董伯藩，教授，浙江大学评阅人谢小高，教授，杭州电子科技大学评阅人邓焰，副教授，浙江大学评阅人评阅人答辩委员会主席：盛况，教授，浙江大学委员张军明，教授，浙江大学委员陈敏，副教授，浙江大学委员谢小高，

2、教授，杭州电子科技大学委员吴新科，副教授，浙江大学委员郭清，副教授，浙江大学答辩日期：浙江大学研宄生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研宄成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研宄成果，也不包含为获得浙江大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字曰期：年彡月曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙江大学有权保留并

3、向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权书）浙江大学硕士学位论文摘要搞要环境污染问题日益严重，能源危机也长久困扰着人类社会，这些都使得新能源产业有着巨大的发展潜力。串联型功率优化器结构的光伏并网系统中，每一块光伏组件都与一台功率优化器相连，优化器的输出端串联形成直流母线，集中式逆变器将直流母线上的能量传输给电网。该结构能够

4、有效利用每一台组件的能量，且具有高效、模块化的特点，十分符合分布式光伏系统的要求，成为了近年来的研究热点。本文深入分析、研究了串联型功率优化器结构及其控制策略。第一章介绍了光伏并网系统的应用背景与发展方向，对前人工作进行了简要分析与总结，在此基础上提出了一些自已的看法。本文第二章深入分析了串联型功率优化器结构的工作状态，即后级集中式逆变器平衡两级之间的能量平衡，维持直流母线电压，不需要最大功率点跟踪的功能；前级功率优化器完成每台组件的最大功率点跟踪，解决了由部分遮挡带来的热斑效应及功率损失问题。基于此，选取了

5、级联型电路作为功率优化器的主功率拓扑，完成了电路参数设计、小信号分析及双环控制器的设计。论文第三章在光伏系统并网漏电流问题分析的基础上，选取了可以有效抑制共模漏电流的并联双电路作为集中式逆变器的拓扑，采用输入电压外环与输出电流内环的双环控制策略。论文选用电压环纹波补偿控制的方法抵消直流母线纹波对控制环路的影响，减小了输出电流的与母线电容。最后通过实验验证了逆变器的可靠运行与控制方法的有效性。第四章分析了串联型优化器结构的控制策略，采用直流母线电压固定与直流母线电压可变两种控制方法，在无需使用模块间通讯的前提下

6、，实现了系统的稳定控制。文章提出了功率优化器暂停启动的控制策略，实现了系统的稳定启动与保护。在前面分析的基础上，提出了部分接入功率优化器的串联型系统结构，降低了系统成本，维持了系统的能量输出。最后通过系统的仿真与实验，验证了提出的控制策略。关键词：光伏并网串联功率优化器逆变器浙江大学硕士学位论文摘要，，，，，，浙江大学硕士学位论文目录目录摘要目录第一章绪论课题的研究背景世界能源现状综述光伏电池特性阴影条件下光伏阵列输出特性光伏系统结构与分析并网光伏系统功率优化器结构光伏并网系统的市场分析与发展趋势基于功率优化

7、器的光伏并网系统研究现状功率优化器的拓扑和控制策略并网逆变器的拓扑和控制策略本文的选题意义及主要研究内容第二章串联型光伏并网系统中的功率优化器及其控制策略基于串联型功率优化器的光伏并网系统概述功率优化器的工作状态功率优化器的拓扑功率优化器参数设计功率优化器的控制策略功率优化器小信号模型模式的控制器设计模式切换及保护策略本章小结第三章串联型光伏并网系统中的逆变电路及其控制策略逆变电路拓扑：浙江大学硕士学位论文￡逆变电路的控制策略逆变电路的控制电压环纹波补偿控制实验结果本章小结第四章基于串联型功率优化器的光伏并网

8、系统控制策略基于功率优化器的光伏并网系统控制策略概述系统控制策略设计固定直流母线电压系统的启动与保护策略可变直流母线电压部分接功率优化器的串联型光伏并网系统控制仿真与实验结果本章小结第五章总结与展望参考文献攻读硕士学位期间取得的成果前浙江大学硕士学位论文第一章绪论能源是人类生产与生活的重要物质基础，自从工业革命以来，人类社会的发展日以迅猛，对能源的需求也与日俱增。当今世界，能源的主要来源仍是以煤、石