论文部分内容阅读
发展分布式光伏发电是解决当下能源问题和环境污染问题的重要途径。逆变器是光伏发电系统的核心部分,其性能的优劣直接影响到输出功率的大小和电能质量的好坏。相比于传统集中型或组串型逆变器,微型逆变器能够兼顾可靠性、MPPT跟踪效率、系统可扩展性,成为分布式光伏发电领域的研究热点。本文紧紧围绕微型光伏并网逆变器的几个关键技术问题,对微型逆变系统的拓扑结构和控制策略进行了深入分析,提出了一种微型光伏并网逆变器设计方案。首先建立了光伏电池的数学模型,通过仿真实验分析了光伏电池的输出特性。在此基础上,讨论了最大功率点跟踪技术的实现原理及几种常见的MPPT控制算法。综合考虑小功率微型逆变系统的特点和几种MPPT算法的优缺点,论文提出了一种改进型电导增量法,并对其进行仿真,验证算法的正确性。然后,论文对比了几种DC-DC变换电路,考虑到微型逆变器降低损耗、提高效率的设计目标,从中选择容易实现软开关的全桥电路作为直流升压电路,并引入了LLC谐振环节,从而形成将全桥LLC谐振变换器应用于微型并网逆变器的设计方案。论文详细分析了全桥LLC谐振变换器的工作原理及基本特性,指出了具体的设计方法。在此基础上提出了一种应用于微型逆变器的全桥LLC谐振变换器设计方案,并进行仿真来验证方案的可行性。最后,针对小功率微型逆变器的设计目标和自身特点,通过分析比较两种常用输出控制模式的优缺点和适应性,选取了系统控制的受控量以及受控目标。针对逆变器输出容易出现的谐波含量高,不能同步追踪电网电压的问题,论文提出了基于功率前馈的、以电压环为外环,以电流环为内环的双闭环控制结构。通过搭建系统整体仿真模型,来验证本文所设计的微型光伏并网逆变器的性能满足设计目标。