单级式单相光伏并网逆变技术的研究

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太阳能是当前世界上最清洁、最有大规模开发利用前景的可再生能源之一。太阳能光伏并网发电是太阳能光伏利用的主要发展趋势,必将得到快速的发展。逆变器作为光伏阵列和电网接口的主要设备,它的性能决定着整个光伏发电系统的性能。  本文以分布式户用型单相光伏并网逆变器中所使用到的技术为研究对象,以提高并网逆变器的工作效率,降低成本,改善并网波形质量,增强系统的安全性为研究目的,并最终设计一款单级式单相光伏并网逆变器。文中首先分析了逆变器的电路拓扑结构和共模漏电流产生的原因。按照高效率、低成本、安全的设计要求,确定了硬件电路采用单级式无隔离全桥逆变拓扑结构。其次,为了进一步提高逆变器输出并网电流的波形质量,在系统控制策略上,电流环采用了预测控制与带前馈补偿的PI调节相结合的控制方法,电压环采用PI调节的控制方法。最后分析了逆变器中的一些关键技术,设计中采用了恒压法和变步长电导增量法相结合的改进MPPT控制方法,以及相位连续跟踪的DPLL算法,主动频移式的反孤岛策略。  本课题利用上述研究结果,研制了一台峰值功率为3KW单级式单相光伏并网逆变器样机,实验结果验证系统方案的正确性,其最大效率高达96.7%,逆变器的各项性能指标均达到金太阳认证的要求。
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