独立光伏逆变器的研究与实现

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独立光伏发电系统不依赖于电网,适合需要分散电力的场合,尤其适用于电网无法覆盖的农村、广大偏远地区家庭或办公场所使用,使人们可以享受电能所带来的现代文明,早日步入现代生活。逆变器作为独立光伏发电系统的核心,一直是光伏发电领域研究的热点之一。  独立光伏逆变器由前级DC/DC升压和后级DC/AC逆变两个环节组成。前级DC/DC变换器分非隔离型和隔离型两种,非隔离型适用于中小功率变换场合,隔离型适用于中大功率变换场合,为兼顾不同场合的应用,本文对隔离型和非隔离型独立光伏逆变器分别进行了理论研究、样机制作和实验研究。  以基于耦合电感倍压单元的高增益Boost电路作为非隔离型DC/DC变换器研究对象,分析了它的工作原理,得出该电路在小占空比下,可以获得高电压增益的结论。以具有高频链结构的推挽电路作为隔离型DC/DC变换器研究对象。由于单个推挽电路功率难以超过1kW,提出了组合推挽电路设计方案,即设计多个相同的推挽逆变器单元,采用变压器初级并联、次级串联的电路连接方案。  分析了独立光伏逆变器后级DC/AC逆变器的工作原理和逆变器正弦波脉宽调制(SPWM)工作原理及双闭环控制策略。  进行了非隔离型独立光伏逆变器的设计、仿真和实验验证。介绍了前级基于耦合电感倍压单元的高增益Boost电路的设计过程,介绍了采用数字信号处理器TMS320F2812为核心的后级全桥逆变电路的设计过程。对前级高增益电路和后级全桥逆变电路进行了计算机仿真。制作了非隔离型独立光伏逆变器样机,进行了实验研究。  进行了具有高频链组合推挽电路结构的隔离型独立光伏逆变器的设计、仿真和实验研究。介绍了前级高频链组合推挽电路的设计过程,介绍了采用采用数字集成芯片EG8010控制的后级全桥逆变电路的设计过程。制作了隔离型独立光伏逆变器样机,进行了实验研究。  对光伏电池的最大功率点跟踪技术进行了研究,在扰动观察法的基础上提出了一种变步长扰动法,用仿真验证了原理的正确性。
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