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太阳能微逆变器效率优化设计

关注热度:130   来源:新能源学术论文  作者:边茂宣
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【摘要】:现如今,随着资源和能源越来越紧缺,可再生资源的充分开发显得越来越重要。太阳能微逆变器是可再生资源利用的一个重要手段。再加上光伏产业在国外受阻,国家有意扩大国内市场的背景下,高效率太阳能微逆变器的设计是时下科研热点。 本文是对太阳能微逆变器进行效率优化设计,突破了传统的太阳能逆变器的设计方法。首先从太阳能微逆变器的整体设计方案上入手,从原理上分析如何设计方案能使太阳能微逆变器具有最大的效率。结合MPPT(最大效率点追踪)和PLL(锁相环)这两部分,采用PI算法,获得具体的设计方案。然后,对太阳能微逆变器的硬件电路设计,从硬件的角度讲解如何提高太阳能微逆变器的效率。先描述硬件电路框图,整体把握硬件电路。然后把电路分为交错反激式DC/DC电路、DC/AC电路、滤波电路、控制芯片电路、电路载波电路,并一一进行讲解。结合硬件模块设计,设计出软件程序模块。首先是主程序设计,主要靠虚拟机和中断实现的。然后是PWM程序设计和SPWM程序设计。最后介绍MPPT模块和PLL模块的程序设计的大体思路,以方便程序的编写。 在效率优化设计的过程中有两种仿真过程:Proteus仿真和SIMUlink仿真。Proteus仿真验证的是软件设计,SIMUlink仿真验证的是硬件设计。仿真成功后,设计制作电路板,进行软硬件调试,分析实物的实验结果,得出太阳能微逆变器的效率。总结了论文的主要研究工作,对太阳能微逆变器的效率优化设计进行了展望,提出下一步工作计划。
【关键词】:太阳能微逆变器 效率优化 DC/DC DC/AC 交错反激式 MPPT
【学位授予单位】:济南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM464
【目录】:
  • 摘要7-8
  • Abstract8-9
  • 第一章 绪论9-19
  • 1.1 本课题的研究背景和现状9
  • 1.2 本课题的研究意义9-11
  • 1.2.1 微逆变器是实现光伏产业回暖的关键9-10
  • 1.2.2 微逆变器是国家规划的重要环节10-11
  • 1.2.3 微逆变器可以改善人们的生活11
  • 1.3 微逆变器的概述11-14
  • 1.3.1 微逆变器的特性12
  • 1.3.2 微逆变器的分类12-13
  • 1.3.3 微逆变器的安全性13-14
  • 1.4 微逆变器的关键技术14-16
  • 1.4.1 直流分量注入和对地漏电流问题14-15
  • 1.4.2 孤岛效应及其检测技术15-16
  • 1.5 论文研究主要内容16-19
  • 1.5.3 本人主要承担的设计工作17-19
  • 第二章 太阳能微逆变器的整体设计19-37
  • 2.1 整体设计方案19-26
  • 2.1.1 光伏电池的基本原理和等效电路20-21
  • 2.1.2 DC/DC 变换器21-23
  • 2.1.3 DC/AC 变换器23-25
  • 2.1.4 滤波器电路25-26
  • 2.2 MPPT26-31
  • 2.2.1 恒定电压法27-28
  • 2.2.2 干扰观察法28-29
  • 2.2.3 增量电导法29-31
  • 2.3 PLL31-32
  • 2.4 PI 算法32-36
  • 2.5 本章小结36-37
  • 第三章 太阳能微逆变器的硬件电路设计37-55
  • 3.1 硬件电路的整体框图37-38
  • 3.2 有源钳位交错反激 DC/DC 电路38-45
  • 3.2.1 电流控制模式38-40
  • 3.2.2 交错反激变换器40-42
  • 3.2.3 有源钳位电路42-43
  • 3.2.4 DC/DC 电路设计的基本原理43-45
  • 3.3 软开关技术的 DC/AC 电路45-47
  • 3.4 电力载波电路47-50
  • 3.5 电源电路50-52
  • 3.6 控制芯片电路52-54
  • 3.7 本章小结54-55
  • 第四章 太阳能微逆变器的软件设计55-62
  • 4.1 主程序设计55-56
  • 4.2 PWM 程序设计56-58
  • 4.3 SPWM 程序设计58-59
  • 4.4 MPPT 软件设计59-60
  • 4.5 PLL 软件设计60-61
  • 4.6 本章小节61-62
  • 第五章 实验与结果62-66
  • 5.1 仿真结果与分析62-63
  • 5.2 实物结果与分析63-65
  • 5.3 本章小结65-66
  • 总结与展望66-68
  • 参考文献68-71
  • 致谢71-73
  • 附录73


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关键词: 太阳能微逆变器

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