光伏并网微逆变器的研究

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21世纪以来,能源问题和环境问题逐渐成为制约人类社会可持续发展的两大难题。因此太阳能、风能和燃料电池等绿色可再生能源的高效利用越来越被人类所重视。太阳能作为清洁无污染的能源,凭借其分布广、储量无限的特点,正逐渐地从替代能源向基础能源演化。光伏并网发电作为分布式发电的重要组成,必定会得到快速的发展。光伏发电的发展方向主要为:MW级的大型光伏电站和5kW以内的住宅用光伏供电。光伏并网微逆变器的功率在500W以内,每一块光伏组件配备一个微逆变器,保证每块组件都能在最大功率点运行,提高天气多变条件下发电系统的太阳能利用率。针对光伏微逆变器对变换器效率要求很高这个特点,本文研究了一种基于DCM/CCM混合工作的有源箝位反激变换器,使之应用于电流源型微逆变器,并采用非互补驱动主开关管与辅助开关管的方式,转移漏感能量到变压器副边,有效抑制了反激变换器原边主开关管关断时的电压尖峰,使得反激变换器主开关管的耐压降低,大大增加了效率优化的可能性。本文阐述了该变换器的工作原理,分析了影响整机效率的各主要因素,给出了关键参数的设计参考,理论和仿真分析了损耗,并进行了系统建模和闭环设计。实验结果验证了该控制策略的可行性和在这种控制策略下变换器的高效率。对整个微逆变器系统的硬件和软件部分分别进行了详细的设计,在此基础上,基于DSP2812开发平台,设计了一套220W光伏并网微逆变器实验平台,实现了并网、最大功率点跟踪和反孤岛等基本功能。
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