基于单周期控制的光伏逆变技术研究

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1、学位论文独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示了谢意。学位敝作者签名：卸电亳日期：洮岁∥学位论文使用授权声明研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属南京师范大学。学校有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以采用影印、复印等手段保存、汇编本学位论文。学校

2、可以向国家有关机关或机构送交论文的电子和纸质文档，允许论文被查阅和借阅。(保密论文在解密后遵守此规定)保密论文注释：本学位论文属于保密论文，密级：——保密期限为——年。学位论文作者签名：橱弓V苞Et期：‘I，叶。s彤指导教师签名：Et期：劲耳．j、f秒摘要随着世界人口的不断增多，环境问题及能源问题的日益严重，可再生能源得到了极大的重视及发展。由于太阳能有着取之不尽、用之不竭、清洁无污染等优点，备受着人们的关注。太阳能的利用形式目前有三种：光伏利用(PV)，光热利用和光化学利用。近些年，光伏并网发电系统已在发达国家得到了广泛的应用，提高光

3、伏并网发电系统的经济效益是目前急需解决的问题。光伏并网系统的效率主要由光伏阵列的效率、逆变器的效率和交流侧的并网效率组成。本文重点从这三方面展开研究工作。首先，本文介绍了国内外光伏并网发电的现状及发展前景，并对光伏发电的关键技术作了简单的介绍与分析，对光伏并网发电建立了总体的认识。其次，光伏电池的输出具有非线性的特征，本文采用仿真的形式分析了光伏电池的输出特性，重点提出了改进型最大功率点跟踪的方法，该方法简单易实现，能够使光伏阵列工作在最大功率点上，使得整个系统的效率提高。然后，对光伏并网逆变器的拓扑结构进行了研究，提出了一种逆变器的新

4、型拓扑结构，该结构简单，相对于单级式并网逆变器其具有升、降压的功能，能够适应较宽的电压范围，同时介绍了基于ARMCortex．M3系列控制器实现数字单周期控制，与传统的模拟单周期控制相比，其具有功耗低、体积小、精确度更高等优点，通过Matlab仿真和实验验证了该方案有效性。最后，本文对光伏系统并网进行了研究，提出了两种方案，方案一使用的是传统的桥式逆变电路，功率开关管采用了新的导通方式并结合单周期的控制策略，使电流跟踪电网电压，实现有效并网；方案二使用的是新型桥式拓扑，通过单周期控制使逆变器输出电压与电网同幅、同频、同相。同时，对并网过

5、程中存在的孤岛现象进行了简单的分析研究，提出了基于单周期控制的频率扰动法，有效地检测出孤岛，并用Matlab做了仿真分析，验证了该检测方法的正确性。关键词：最大功率点跟踪，单周期控制，并网逆变器，ARMCortex．M3，孤岛AbstractWiththeincreaseofworldpopulation，energyandenvironmentalproblemsbecomemoreandmoreserious．Renewableenergyhasalreadygainedmoreattentionanddevelopment．Sol

6、arenergyattractsmoreattentionofpeoplebecausethatitisclean，inexhaustible，non’populationandetc．Recently,therearethreeformsofsolarenergyutilization：photovoltaicutilization，photochemicalutilizationandsolarthermalutilization．Inrecentyears，photovoltaicgrid-connectedsystemhasbe

7、enwidelyusedindevelopedcountries．Therefore，itisanurgentthingtosolvetheproblemtoimprovetheeconomicbenefitsofthephotovoltaicgrid-connectedsystem．Theefficiencyofthephotovoltaicsystemismainlycomposedoftheefficiencyofphotovoltaicarray,theinverterandtheconnected—gridofACside．T

8、histhesisismeanttoresearchonthethreeparts．Firstly,thesituationanddevelopmentprospectofphotovoltaicgrid．