新型光伏發(fā)電用Buck-Boost逆變器的研究.pdf

1、隨著傳統(tǒng)能源消費的增長、生態(tài)環(huán)境的日益惡化和人類可持續(xù)發(fā)展的要求，世界各國都在積極開發(fā)無污染可再生的新能源。太陽能資源豐富、分布廣泛、可以再生、不污染環(huán)境，使得太陽能光伏發(fā)電成為新能源開發(fā)中的主流。而光伏逆變器是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，其效率的高低、可靠性的好壞將直接影響整個光伏系統(tǒng)的性能和投資。本文研究了一種新型的光伏發(fā)電用單級型Buck-Boost逆變器，以TI公司的TMS320F2812為控制芯片，設(shè)計了一套1kW具有零電

2、流開通功能的光伏逆變器實驗樣機。
　　本文在對近幾年光伏逆變器的發(fā)展、分類以及拓撲結(jié)構(gòu)、控制方法、應(yīng)用范圍研究的基礎(chǔ)上，提出了一種新型單級Buck-Boost光伏逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)。該拓撲只需要五個功率開關(guān)和兩個電力二極管，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，無需直流分裂電容，開關(guān)頻率低，通過占空比的調(diào)節(jié)能在一個功率級內(nèi)產(chǎn)生幅值高于或低于輸入直流電壓的交流電壓，適用于AC模塊。利用串聯(lián)諧振環(huán)節(jié)能實現(xiàn)所有開關(guān)的零電流開通和輔助開關(guān)的零電流關(guān)斷，減小了開關(guān)損

3、耗，提高了系統(tǒng)效率。
　　文中給出了所提逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)組成，詳細論述了其工作原理，對該逆變器不同工作狀態(tài)下的等效電路列式分析，并利用狀態(tài)空間平均法建立了系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，進而推導(dǎo)出輸入輸出特性。根據(jù)其輸入輸出特性，基于傳統(tǒng)的SPWM方法對該逆變器的控制進行了Matlab/Simulink仿真。仿真結(jié)果表明，傳統(tǒng)的SPWM控制方法會導(dǎo)致輸出電壓波形過零點附近產(chǎn)生畸變。因此對控制方法進行了改進，提出了一種改進的SPWM控制方法，該方法采

4、用帶直流偏置的正弦調(diào)制波和鋸齒載波相比較得到SPWM脈沖信號。兩種方法的仿真結(jié)果對比表明，改進的SPWM控制方法能消除傳統(tǒng)的SPWM控制方法所帶來的畸變，大大改善了所提逆變器的性能。
　　最后進行了一臺基于DSP數(shù)字化控制的1kW原理樣機的設(shè)計，包括具體的硬件電路設(shè)計及程序設(shè)計。實驗結(jié)果表明：該新型單級Buck-Boost光伏逆變器的性能指標基本達到設(shè)計要求，驗證了該拓撲結(jié)構(gòu)和改進的SPWM控制方法的有效性及理論分析的正確性和可行