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在传统能源面临枯竭和环境问题日益突出的今天,研究和开发新能源是十分必要的。太阳能作为一种可再生的新能源,它不但储量丰富,而且环保和容易利用,因此太阳能是一种很理想的替代传统形式能源的新能源。目前太阳能的主要利用形式是光伏发电,光伏发电首先通过太阳能电池将太阳能转换为直流电能,然后再通过逆变器将直流电能转化为交流电能,发电质量的好坏主要取决于逆变器,因此逆变器是光伏发电系统的核心。
在本文中对逆变器常见拓扑结构进行分析,指出常见拓扑结构中存在的问题,如非隔离型逆变器的光伏阵列对地漏电流问题和直接并网型逆变器的输出直流分量问题。在分析这些问题的基础上提出了一种隔离型的逆变器拓扑,这种逆变器采用中频变压器对光伏阵列进行隔离,逆变器采用中频变压器不仅获得了和高频逆变器相似的降低变压器成本和重量的好处,而且功率可以做的比高频逆变器要大。对于采用中频变压器时的整流滤波电感过大问题,本文提出了一种电路结构,大大减小了滤波电感的使用量,对这种新方法提交了专利申请。在逆变器输出滤波的方面,提出了一种新型的纹波消除回路的方法来消除输出波形中的纹波分量,文中对纹波消除回路的原理进行了说明和分析,通过仿真验证了理论的正确性,最后通过硬件实验确定了该方法的可行性,对耦合副回路进行系统传递函数分析,得出耦合副回路和LCL滤波法一样是一个三阶系统,但是耦合副回路法比LCL输出滤波法能够减小滤波电感的使用量。文章最后对直接并网型逆变器的输出电流控制和输出直流分量抑制问题进行了探讨。