高效光伏并網(wǎng)微型逆變器研究.pdf

1、相比于集中式和組串式光伏并網(wǎng)逆變器發(fā)電系統(tǒng)，光伏微型逆變器發(fā)電系統(tǒng)具有即插即用、易擴(kuò)容、可靠性高以及可實(shí)現(xiàn)面板級(jí)最大功率跟蹤等優(yōu)點(diǎn)。從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，光伏微型逆變器主要有單級(jí)式光伏微型逆變器和兩級(jí)式光伏微型逆變器。本文重點(diǎn)研究一種基于臨界電流連續(xù)控制策略的后級(jí)逆變器，該控制策略可實(shí)現(xiàn)逆變器開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)通，以提高微型逆變器的效率。
　　本文詳細(xì)分析了基于臨界電流連續(xù)控制策略實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)的工作原理。在此基礎(chǔ)上，從開(kāi)關(guān)頻率和輸出電流THD

2、兩個(gè)方面對(duì)比研究了單極性調(diào)制策略和雙極性調(diào)制策略，與雙極性調(diào)制策略相比，單極性調(diào)制策略開(kāi)關(guān)頻率范圍較窄，效率較高，但輸出電流THD略大。在輸出電流THD滿足要求的前提下，可選擇單極性調(diào)制策略以提高效率。根據(jù)復(fù)位電流包絡(luò)線的不同，可以分為恒定復(fù)位電流模式、恒定電流變化量模式和變復(fù)位電流模式三種不同復(fù)位電流模式，其中恒定復(fù)位電流和恒定電流變化量模式是變復(fù)位電流模式的兩個(gè)特例。在實(shí)際應(yīng)用中，需對(duì)電感Lf電流有效值和開(kāi)關(guān)頻率進(jìn)行折中考慮，以選擇

3、合適的復(fù)位電流模式。
　　本文以恒定復(fù)位電流模式為例，對(duì)比了基于單極性臨界電流連續(xù)控制策略的兩種實(shí)現(xiàn)方式：軟件計(jì)算實(shí)現(xiàn)方式和硬件復(fù)位實(shí)現(xiàn)方式，分析各自的優(yōu)缺點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合兩者的優(yōu)點(diǎn)，提出采用數(shù)模混合實(shí)現(xiàn)方式：即開(kāi)通時(shí)間通過(guò)軟件計(jì)算得到，而關(guān)斷時(shí)間由硬件復(fù)位實(shí)現(xiàn)。在數(shù)模混合實(shí)現(xiàn)方式的基礎(chǔ)上，研究分析了采樣延時(shí)、鎖相延時(shí)以及驅(qū)動(dòng)電路延時(shí)等控制系統(tǒng)延時(shí)的存在會(huì)使得電感電流產(chǎn)生畸變，進(jìn)而影響輸出電流。基于此提出了相應(yīng)的電流補(bǔ)償方法以

4、補(bǔ)償控制系統(tǒng)延時(shí)帶來(lái)的影響。針對(duì)基于臨界電流連續(xù)的250W光伏逆變器，給出了主電路參數(shù)和控制電路參數(shù)的設(shè)計(jì)過(guò)程，并在Matlab/Simulink中搭建了仿真驗(yàn)證模型，仿真研究驗(yàn)證了基于臨界電流連續(xù)控制策略的可行性以及參數(shù)設(shè)計(jì)的正確性。搭建了一臺(tái)基于臨界電流連續(xù)的250W逆變器實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了基于臨界電流連續(xù)控制策略的可行性以及參數(shù)設(shè)計(jì)的正確性，最高效率可達(dá)98.5％?；谂R界電流連續(xù)控制策略的并網(wǎng)逆變器可實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管的ZVS