单级式并网型光伏发电系统用逆变器的研究

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1、中国科学院电工研究所硕士学位论文单级式并网型光伏发电系统用逆变器的研究姓名：焦在强申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：许洪华20040416摘要单级式并网型光伏发电系统用逆变器的研究要在并网型光伏发电系统中，逆变器是系统中最末一级或唯一一级能量变换装置，其效率的高低、可靠性的好坏将直接影响这个并网型系统的性能和投资。因此，本文主要研究适用于并网型光伏发电系统的逆变器。本文中通过分析并网型光伏发电系统的特点，结合近几年并网型光伏系统的发展情况，确定了通过一级能量变换完成并网逆变和最大功率跟踪功能，以提高变换效率。根据理论分析结果，本文通过计算

2、，得到了主回路各部分的参数，然后利用电力电子电路Psim仿真软件对电路进行了仿真，所得到的仿真结果与理论分析相符合。本文中主功率电路采用非隔离单相全桥拓扑，控制策略为滞环电流控制，最大功率跟踪算法由80C196KC单片机实现。其中滞环电流控制的实现通过分立元器件构成。最终研制完成了一台lkW的并网逆变器实验装置，该装置的各部分波形与理论分析和仿真结果相符，从而为对并网逆变器进行深入研究打下了基础。关键词：并网型光伏发电系统：逆变器；电流滞环控制；最大功率跟踪Abstract——————————————_———————————---___--_’_'_—__

3、___-●___——————————————_______-__—-____’___h●—————一Single-StageInverterUsedinGrid-connectedPVStationJiaoZaiqiang(PowerElectronicsandElectricalDrives)Directedby：XuHonghuaTheinverteristhelastortheonlyonepowerconvemerstageofgrid—connectedPVstation．whoseefficiencyandreliabilitywillinfl

4、uencetheperformanceofthewholesystem．Soallefficientinvertersuitedtothegrid—connectedPVstationwaspresentedinthethesis．Byanalyzingthecharacterofgrid-connectedPVstationandlearningaboutthedevelopmentofgrid·-connectedinvertenthethesisrealizedthegrid·-connectedinvertandmaximumpeakpowertr

5、ackinginonepowerstage．Accordingtotheresultofanalysis，theparametersofcomponentsinthetopologyweredecided．Andthen，AsimulmionwasmadebyPsimandSaber．Thetopologyofpowerisnon—insulationfullbridge，thecontrolmethodiscurrenthysteresiscontrol，andalgorithmofmaximumpeakpowertrackingisrealizedby

6、80C196．Throughtestingthisequipmem．itcouldbeprovedthatthistopologyhasreallysmisfiedwiththerequestofefficiencyandreliabilityforgrid—connectedPVstation．Keywords：Grid—connectedPVsystem；Inverter；Hysteresiscurrentcontrol；MaximumPeakPowerTracking引言§1．1课题的背景第一章随着全球工业化进程的逐步展开，世界各国对能源的需求急剧膨

7、胀，而煤炭、石油和天然气三大化石能源日渐枯竭，全球将再一次面临能源危机，同时，大量使用化石能源对生态环境造成严重的破坏。能源、环境与发展己成为当今世界亟待解决的问题。因此全球都在积极开发利用可再生能源。在今后的20—30年里，全球的能源结构将发生根本性的变化。专家预测，在下50年里，可再生能源在整个能源构成中会占到50％。自20世纪50年代太阳能电池的空间应用到如今的太阳能光伏集成建筑，世界光伏工业已经走过了近半个世纪的历史。由于太阳能资源分布相对广泛、蕴藏丰富，光伏发电系统具有清洁、安全、寿命长以及维护量小等诸多优点，光伏发电被认为将是21世纪最重要、最

8、具活力的新能源。在世界各国尤其是美、日、德等发达国家先后发起的大规