【摘 要】
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近年来,由于一次性化石能源的大量开采和使用,其储量越来越少,同时化石能源的大量消耗也会严重污染自然环境。因此,具有清洁、无污染的太阳能和风能等可再生能源发电已得到了世界各国的广泛关注。其中,太阳能发电装置的安装比较灵活和方便,更是得到了大家的青睐。在光伏发电系统中,逆变器是将直流电能转换成交流电能的关键接口设备之一,因此,研究高可靠性、高安全性以及高效率的逆变器具有重要的意义。从逆变器的结构考虑,
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近年来,由于一次性化石能源的大量开采和使用,其储量越来越少,同时化石能源的大量消耗也会严重污染自然环境。因此,具有清洁、无污染的太阳能和风能等可再生能源发电已得到了世界各国的广泛关注。其中,太阳能发电装置的安装比较灵活和方便,更是得到了大家的青睐。在光伏发电系统中,逆变器是将直流电能转换成交流电能的关键接口设备之一,因此,研究高可靠性、高安全性以及高效率的逆变器具有重要的意义。从逆变器的结构考虑,如果按照是否含有隔离变压器进行分类,可以分为隔离型光伏逆变器和非隔离型光伏逆变器。非隔离型逆变器具有体积小,重量和成本低,效率高的特点,在光伏等可再生能源发电领域逐渐得到了业界的青睐。然而,传统的非隔离型全桥逆变器存在桥臂直通风险,也会带来漏电流的问题,影响系统的安全性能。本文首先研究了一种单输入无变压器单相可升压逆变器,该逆变器可以减少开关器件的数量,且能够避免桥臂直通现象,具有较高的可靠性。另外,该逆变器可以有效地抑制漏电流,有利于改善系统的效率和安全性。在此基础上,又研究了基于双输入的无变压器单相升压逆变器,两个输入电源可以同时向负载提供能量,也可以分别提供能量,在输入侧提高了供电的冗余性。本文详细分析了两种逆变器的工作原理和稳态特性,进一步给出了变换器的理论功耗和漏电流的分析和计算。其次,为了解决输出过零畸变问题,研究了一种占空比补偿调制方式。对所提变换器建立了状态空间方程,设计了双闭环控制系统,使所提逆变器达到了较好的运行状态。然后,设计了所提逆变器的主电路参数,控制电路以及采样电路。同时,进行了主程序的编写,给出了程序设计的主要流程图。最后,基于Matlab/Simulink平台进行了仿真验证,同时以STM320F2812DSP为核心,搭建了两台实验样机,对理论分析进行验证,给出了实验结果。
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