微型光伏并网逆变器研制

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1、学校代码：密级：公开硕士专业学位论文微型光伏并网逆变器研制作者姓名咼兴旺工程领域电气工程指导教师郝瑞样副教授李虹副教授培养院系电气工程学院二零一五年六月硕士专业学位论文微型光伏并网逆变器研制作者：尚兴旺导师：郝瑞祥副教授李虹副教授北京交通大学年月学位论文版权使用授权书木学位论文作荇完全了解北京交通大学訂又保贸、使川学位论义的规定。特授权北京夂通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入存叉数据痄进彳检尜，提供阅览服务，并采用影印、缩卬或扪描等兌制手段保存、编以供杏阅和借阅。怠学校叫家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校爪户提供文献传递服务和换服务。保密的学位论

2、文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名义导师签名、丨如签字：卞年丨丨期年月签字期学校代码：密级：公开北京交通大学硕士专业学位论文徼型光伏并网逆变器研制作者姓名：高兴旺学号：导师姓名：郝瑞祥职称：副教授李虹职称：副教授工程硕士专业领域：电气工程学位级别：硕士北京交通大学年月致谢本论文的工作是在我的导师郝瑞祥副教授、李虹副教授的悉心指导下完成的他们严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢两年来两位导师对我的关心和指导。李虹副教授悉心指导我完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此向郝瑞祥副教授表示衷心的谢意。郝瑞祥副教授对于我的科研工作和

3、论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间，得到了郑琼林老师、游小杰老师、杨中平老师、林飞老师、李艳老师、张立伟老师、贺明智老师、孙湖老师、黄先进老师、王琛琛老师、王剑老师、刘建强老师、郭希铮老师、杨晓峰等多位老师的指导及帮助。感谢电气楼实验室全体同学对我的研究和实验工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情，工作后读研结识他们是我人生的一笔财富，犹记得遇到问题时一起讨论他们给我的启发的场景，犹记得实验调试踟蹰不前时他们的热心帮助的场景；犹记得科研闲暇之余，我们一起运动的场景；这些都历历在目，将是我重返校园后的一份重要经历和体验。另外也感谢家人，他们为我的成

4、长和未来付出了太多，感谢父母在我迷茫和烦闷时的开解指导，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。最后，向本文所引用的参考文献的作者表达衷心的感谢。摘要随着能源危机和环境污染的加剧，发展可替代能源和清洁能源己经成为世界各国能源结构调整的重要目标。而太阳能以其取之不尽用之不竭的特点，受到广泛的重视，光伏发电应运而生，而且必将得到快速的发展。目前，光伏发电大致有两个方向：千瓦等级小型分布式发电和兆瓦等级的大型集中式光伏发电，并网逆变器是其中的核心设备。微型光伏并网逆变器具有安全低电压、模块化设计、高可靠性、无单点故障等优点，是分布式发电系统尤其是光伏建筑一体化（的首选设备，同时也是并网逆变器

5、发展的一个重要方向。目前，产品化的微型光伏并网逆变器存在成本高、功率密度不大等阻碍其市场推广的缺点。因此，研究和设计一台低成本、高可靠性、高功率密度的微型光伏并网逆变器是本文的主要工作。本文借鉴工程设计的思路，按照电路理论研究、仿真模型验证及软硬件设计的流程展开研宄。首先，对微型光伏并网逆变器的拓扑形式进行了分类，并对典型拓扑结构进行了对比分析，进而确定了本文所用的交错反激型拓扑方案。其次，分析了交错反激型拓扑的工作模态，依据技术指标进行了详细的参数设计和器件选型，并给出了磁性元件的设计方法。同时对系统进行了建模，并对比研宄了不同控制策略的控制效果。再次，在对系统损耗分析的基础上进行了效率的优

6、化：针对反激变压器漏感能量的问题，采用了非互补型有源钳位技术，本文详细分析了带有源钳位的反激型逆变器各个模态的工作原理，并给出了钳位电路的参数设计，仿真结果表明钳位电路能够实现漏感能量的回收和主管的开通；针对光伏池板的非线性输出特性，采用扰动观察法进行使其工作在最大功率点处，并进行了仿真验证。最后，基于理论研究和仿真验证，开发设计了一台的实验原理样机。其具有体积小、成本低、重量轻，无需外置风扇等特点。实验结果表明，该样机各部分硬件电路均能正常工作，输出波形良好，能够稳定运行并实现基本功能。关键词：微型光伏并网逆变器；交错反激型；非互补有源钳位；j匕京交通大学硕上专业学位论夂，，observat

7、iontorealizetheMPPT，：摘要引言背景介绍光伏并网系统的发展微型并网逆变器的研宄概述和发展微型逆变器的研宄概述微型并网逆变器市场化发展本文研究内容微型光伏并网逆变器拓扑方案研究拓扑选择概述拓扑方案分析含直流母线的拓扑含虚拟直流母线的拓扑不含直流母线的拓扑拓扑方案的研宄对比开关器件的电压应力对比功率解耦电容的应力对比拓扑小结交错反激型微型光伏并网逆变器工作原理分析硬件参数计算与器件选