基于直流輸出側(cè)并聯(lián)解耦的光伏微逆變器研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類對(duì)能源的需求量不斷增長(zhǎng)。大量的化石能源消耗導(dǎo)致能源危機(jī)和環(huán)境污染不斷加劇。世界各國(guó)加大了對(duì)清潔能源的開發(fā)力度，太陽能具有分布廣泛、可再生、無環(huán)境污染的優(yōu)點(diǎn)而成為各國(guó)開發(fā)的焦點(diǎn)。最近，國(guó)家能源局發(fā)布能源發(fā)展指導(dǎo)意見，提出積極發(fā)展分布式能源，放開用戶側(cè)分布式電源建設(shè)，鼓勵(lì)多元主體投資建設(shè)分布式能源的要求。
　　微逆變器因其易擴(kuò)展、低成本、發(fā)電效率高和模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為未來分布式光伏逆變器的趨勢(shì)，因此對(duì)其

2、研究具有重大的意義。然而，在分布式發(fā)電系統(tǒng)中，光伏組件由于MPPT控制產(chǎn)生恒定的輸入功率，而傳輸?shù)诫娋W(wǎng)的功率卻含有兩倍工頻的功率脈動(dòng)，兩者的瞬時(shí)值不一致，因而需要在逆變電路中設(shè)置能量緩沖電路。為了使光伏兩端輸出的電壓波動(dòng)低于2%，傳統(tǒng)微逆變器均使用大容量的電解電容實(shí)現(xiàn)逆變器的瞬時(shí)輸入輸出功率的平衡。大容量的電解電容不僅體積較大而且壽命也很短，它嚴(yán)重限制了逆變器的使用壽命。對(duì)于如何延長(zhǎng)逆變器的使用壽命，眾多學(xué)者提出了不同的解決方法,比如研

3、究超長(zhǎng)壽命的電解電容技術(shù)、研究無電解電容微逆變技術(shù)。
　　本文研究設(shè)計(jì)了一種基于直流輸出側(cè)功率解耦的光伏并網(wǎng)微逆變器，文章是基于在單相微逆變器功率和電網(wǎng)頻率一定的情況下，解耦電容的大小與電容電壓的平均值和電壓紋波成反比這樣一個(gè)結(jié)論而展開研究的。該微逆變器由boost電路與電流源型高頻逆變電路并聯(lián)而成，解耦電容并聯(lián)在兩個(gè)電路之間。通過峰值電流控制法，在每個(gè)開關(guān)周期過程中，控制使光伏組件輸出的功率全部轉(zhuǎn)移到解耦電容上。使解耦電容兩端電

4、壓升高、紋波加大，從而降低解耦電容容值，避免使用短壽命的電解電容器，達(dá)到延長(zhǎng)逆變器使用壽命的目的。其次，本文依據(jù)以上思路，提出了boost電路與反激變換器并聯(lián)的逆變拓?fù)?，同樣可以?shí)現(xiàn)減小解耦電容容值的目的；然后，詳細(xì)分析了所研究微逆變器電路的五種工作狀態(tài)，給出了電路的控制實(shí)現(xiàn)方法；再次，根據(jù)光伏微逆變器的工作特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求，對(duì)電路關(guān)鍵器件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并根據(jù)電壓電流的應(yīng)力選擇了功率開關(guān)器件；依據(jù)所設(shè)計(jì)的電路參數(shù)，在PSIM軟件中搭建了直流