一種新型光伏并網逆變器研究.pdf

1、可再生能源對全球能源危機的緩解以及對相應環(huán)境問題的改善所起的作用，已經變得越來越不可替代。光伏并網發(fā)電也日漸發(fā)揮著它的作用，但是高成本、低效率以及不能適應更大范圍的直流輸入電壓等問題是傳統(tǒng)工頻降壓逆變器等面臨的主要問題。
　　為了滿足對大范圍直流輸入電壓適應性的要求，逆變器大多采用DC-DC變流器和傳統(tǒng)降壓逆變器級聯(lián)的結構，其缺點是成本和開關損耗較高。本文回顧和討論了不同類型的單相逆變器拓撲。單級式逆變器具有諸如高效率，低成本，結

2、構緊湊等優(yōu)點，成為光伏并網逆變器的研究熱點之一。本文對單級式并網逆變器展開進一步研究，圍繞一種新型的三開關反激buck-boost逆變器展開分析，該逆變器通過buck-boost電路對直流輸入電壓進行升高或降低，而且通過單級電路將電能輸送給電網。
　　光伏并網逆變器連接了光伏陣列和電網，而實現對逆變器的有效控制顯得尤其重要。PWM控制技術由于具有簡單易于實現以及僅需通過低通濾波就可直接解調的優(yōu)點，從而得到廣泛應用。閉環(huán)SPWM控制

3、策略具有動態(tài)響應快，跟蹤性能好，以及對直流輸入電壓變化的適應性強等優(yōu)點，但控制系統(tǒng)中PID參數需根據不同工作點進行實時調整，從而增加了控制器的設計難度。
　　本文在PWM控制策略的基礎上，提出一種基于能量平衡的新控制策略，稱為脈沖能量調制（PEM）。即在一個開關周期內，按照所需的輸出能量與反激電感儲存的能量平衡原則來計算脈沖寬度。
　　首先，本文對三開關并網逆變器分別針對電感電流在斷續(xù)導通模式（DCM）和電流連續(xù)模式（CCM

4、）展開了詳細地分析以推導脈沖寬度的計算方法。
　　其次，分別采用SPWM和PEM兩種控制策略對三開關逆變器進行了仿真研究，仿真結果顯示功率因數接近于1，THD小于5％，輸入電壓范圍為50V~300V，表明基于PEM控制策略的三開關逆變器具有單位功率因數運行，較低THD的輸出電流，以及對大范圍直流輸入電壓有更好的適應性等優(yōu)點。
　　最后，為了驗證所研究的三開關逆變器及其PEM控制策略的有效性，搭建了500W的實驗平臺，設計了基