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(fèi)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(gè)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(jí)型Buck-Boost逆變器，以TI公司的TMS320F2812為控制芯片，設(shè)計(jì)了一套1kW具有零電

2、流開通功能的光伏逆變器實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。
　　本文在對(duì)近幾年光伏逆變器的發(fā)展、分類以及拓?fù)浣Y(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(jí)Buck-Boost光伏逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該拓?fù)渲恍枰鍌€(gè)功率開關(guān)和兩個(gè)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(gè)功率級(jí)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(shí)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)組成，詳細(xì)論述了其工作原理，對(duì)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(jìn)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(duì)該逆變器的控制進(jìn)行了Matlab/Simulink仿真。仿真結(jié)果表明，傳統(tǒng)的SPWM控制方法會(huì)導(dǎo)致輸出電壓波形過零點(diǎn)附近產(chǎn)生畸變。因此對(duì)控制方法進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一種改進(jìn)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(hào)。兩種方法的仿真結(jié)果對(duì)比表明，改進(jìn)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(jìn)行了一臺(tái)基于DSP數(shù)字化控制的1kW原理樣機(jī)的設(shè)計(jì)，包括具體的硬件電路設(shè)計(jì)及程序設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該新型單級(jí)Buck-Boost光伏逆變器的性能指標(biāo)基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求，驗(yàn)證了該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和改進(jìn)的SPWM控制方法的有效性及理論分析的正確性和可行