多级型光伏逆变电源研究

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随着世界能源危机的加剧,各国都在大力发展新能源,清洁高效的太阳能发电技术正越来越受到人们的重视。太阳能光伏发电系统是利用光伏阵列的光生伏打效应产生直流或逆变成交流后供给负载使用。但是,与传统发电技术相比,其昂贵的价格成为推广应用的瓶颈。为了降低太阳能发电系统的成本,需要对太阳能系统进行深入研究,寻找有效途径提高太阳能电池的利用率,并提高电能的转换效率,以提高整体系统的性价比。   本论文系统而深入地研究了多级型光伏逆变电源,主要工作包括:首先,在全面介绍太阳能光伏发电系统的基础上,分析了光伏发电系统基本拓扑和实现的关键技术,并提出适合本课题的新型拓扑。随后分析系统各个组成部分的工作原理,并分别建立前级BUCK电路和后级全桥逆变电路的数学模型并进行控制策略分析,选择合适的控制方式并进行仿真验证。在上述设计方案基础上,设计出1Kw样机并进行实验,给出实验波形和相关实验数据。论文最后总结了设计中需要注意的问题,并对后续工作进行展望。论文在以下几个方面取得了实质性进展:   1.提出了适合本课题的多级型拓扑结构,此拓扑可以实现对能量的解耦,降低了系统的控制难度,提高了设计的灵活性。   2.在对太阳能电池阵列物理性能进行全面分析的基础上,搭建其仿真建模,据此对最大功率跟踪技术中的扰动观察算法(Maximum Power Point Tracking,MPPT)进行了分析,通过仿真验证改进后的算法是有效地,可以在适应天气变化时对最大功率点进行跟踪。   3.针对传统的单电压控制的逆变电源在非线性负载时,输出波形畸变严重谐波含量大的缺点,提出电压电流双闭环控制策略,并对采用电感电流和电容电流控制做出比较分析,并通过仿真验证分析的正确性。
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