燃料電池可并網(wǎng)逆變器的研發(fā).pdf

1、燃料電池具有能量轉(zhuǎn)換效率高、環(huán)境友好等優(yōu)點，備受世界各國的重視，被認為是21世紀(jì)首選的潔凈、高效的發(fā)電技術(shù)。目前，燃料電池的應(yīng)用主要是以分布式發(fā)電系統(tǒng)的形式接入電網(wǎng)，并網(wǎng)逆變器是分布式發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，其穩(wěn)定性、可靠性以及效率往往決定了整個分布式發(fā)電系統(tǒng)的性能。
　　現(xiàn)階段，對并網(wǎng)逆變器的研究主要集中在優(yōu)化拓撲結(jié)構(gòu)和改進控制技術(shù)。逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)影響著整個系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性；控制技術(shù)主要采用并網(wǎng)電流閉環(huán)控制技術(shù)，要求并網(wǎng)電流能實

2、時跟蹤電網(wǎng)電壓的頻率、相位，且對電流的總畸變有要求，以減小輸入電網(wǎng)的諧波含量，同時并網(wǎng)逆變器要能以單位功率因數(shù)向電網(wǎng)饋送電能。
　　本論文以BALLARD NexaTM燃料電池系統(tǒng)為實驗平臺，設(shè)計了一款能工作于獨立發(fā)電和并網(wǎng)發(fā)電兩種工作狀態(tài)的逆變器，該逆變器可以分成前級DC/DC升壓變換器、后級DC/AC逆變器和控制系統(tǒng)三個部分。本論文根據(jù)燃料電池的固有輸出特性，采用了一種適用于低壓寬幅輸入的DC/DC變換器--推挽正激變換器，并

3、對該變換器的拓撲結(jié)構(gòu)、工作原理作了詳細的說明；后級DC/AC采用SPWM調(diào)制方式作為驅(qū)動的全橋逆變。逆變器工作在獨立逆變模式時，采用電壓閉環(huán)控制，以保障負載的可靠運行；在并網(wǎng)逆變模式時，采用電流閉環(huán)控制，將燃料電池產(chǎn)生的電能以單位功率因素饋送到電網(wǎng)。本論文采用適用于小功率并網(wǎng)逆變器的孤島檢測方法--被動式孤島檢測，根據(jù)電網(wǎng)電壓和電網(wǎng)頻率來判定孤島狀態(tài)，觸發(fā)孤島保護。
　　并在理論分析的基礎(chǔ)上完成了一臺1kW可并網(wǎng)逆變器樣機。實驗表