单相并网光伏逆变器的研究

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1、硕士学位论文单相并网光伏逆变器的研究RESEARCHONSINGLE-PHASEGRID-CONNECTEDPHOTOVOLTAICINVERTER王哲哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TM921学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文单相并网光伏逆变器的研究硕士研究生：王哲导师：王毅教授申请学位：工程硕士学科：电气工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM921U.D.C:621.3DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringRE

2、SEARCHONSINGLE-PHASEID-CONNECTEDPHOTOVOLTAICINVERTERCandidate：WangZheSupervisor：Prof.WangYiAcademicDegreeAppliedfor：Master’sofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文

3、摘要社会的发展离不开能源的支持，在此背景下，光伏发电逐渐影响能源需求的分配。作为光伏发电系统重要的组成部分——光伏并网逆变器，其性能的优劣将直接影响光伏发电的效率及电能质量。本文以光伏并网逆变器为研究对象，研究目标是减少能量损失、提高光伏发电效率及质量。本文设计了功率为5.5kW的单相并网光伏逆变器，采用两级非隔离式拓扑结构，前级采用Boost电路实现光伏电池输出电压的升降及最大功率点跟踪（MaximumPowerPointTracking，MPPT），第二级采用全桥逆变电路完成能量转变及并网。本文采用电压电流瞬时值反馈的双环控制策略，采用逆变输出电能质量更高的单极性SPWM调制方式，建立

4、双环控制模型，设计出各环路的补偿器，针对光伏电池输出功率突变加入功率前馈，提高系统动态响应；并对直流母线电压上的二次纹波加入补偿用以抵消波动对电流的影响，提高逆变器输出电流质量。本文对光伏电池MPPT控制策略也进行了深入研究，在分析对比几种传统的MPPT算法后，针对其跟踪过程出现的能量损失，提出了变系数的设定参考初值MPPT算法，通过MATLAB验证其有效性，此方法提高了能源利用率。本文对并网逆变器常用孤岛检测方法进行了仿真，通过对主动频移法、主动移相法及低频相位扰动法仿真结果分析后，采用检测盲区小、检测速度快、电流总谐波畸变率（TotalHarmonicDistortion，THD）小的

5、孤岛检测方法。通过本文的理论研究，对5.5kW单相并网光伏逆变器进行系统设计，搭建硬件实验平台，实验中采用本论文中设计方法，验证本文所提MPPT算法的高效性及孤岛检测方法的可靠性。关键词：光伏并网逆变器；MPPT；双环控制；孤岛检测-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractThedevelopmentofthesocietycannotleavethesupportofenergy,inthiscontext,photovoltaicpowergenerationgraduallyinfluencesthedistributionofthedemandforenergy.Asan

6、importantpartofphotovoltaicpowergenerationsystems,photovoltaic(pv)gridinverter,theprosandconsofitsperformancewilldirectlyaffecttheefficiencyofphotovoltaicpowergenerationandpowerquality.Basedonthephotovoltaic(pv)gridinverterastheresearchobject,researchgoalistoreducetheenergylossandimprovetheefficie

7、ncyofphotovoltaicpowergenerationandquality.Inthispaper,thedesignofthepowerof5.5kWsingle-phasegridphotovoltaicinverter,usingtwostageisolationtypetopologicalstructure,theformeradoptstheBoostcircuittorealizetherisea