基于推挽正激电路的准单级式光伏并网逆变器仿真分析

针对两级式光伏并网逆变系统结构复杂、成本高、效率低的不足,研究了一种单级式光伏并网逆变系统。采用电流瞬时值反馈控制、双模式MPPT算法和直流母线电压前馈控制的方法,研究了单级式光伏并网逆变系统并网电流的正弦控制、最大功率点跟踪控制和光照突变下系统的稳定性,并对300VA光伏并网逆变系统进行了建模仿真。研究结果表明,单级...     

单级式光伏并网逆变系统中的最大功率点跟踪算法稳定性研究

单级式光伏并网逆变系统具有拓扑简单，成本较低的优点。但是这种系统中只存在一个能量变换环节，太阳能最大功率点跟踪(Maximum power point tracking, MPPT)、电网电压同步和输出电流正弦度等控制目标要求同时得到考虑，实现较为复杂。该文提出了一种改进的MPPT算法，在实现上述功能的同时，显著提高了单级式光伏并网逆变系统在光照强度快速变化时的稳定性。该算法的改进主要在于稳态情况下，调整光伏阵列工作点时根据增减方向分别选取合适的步长值；动态情况下，采用前馈方法检测光照强度突变过程，从而迅速改变并网系统运行状态以避免母线电压崩溃现象。基于PSIM仿真平台，对比了定步长MPPT算法和新算法，在阐述算法改进的基础上给出了仿真结果。实验室还建立了300Wp的单级式光伏并网逆变系统，应用全数字化DSP控制技术和改进MPPT算法，实现了系统的并网和可靠运行。仿真和实验结果表明，应用改进MPPT算法的单级式光伏并网逆变系统能够准确跟踪太阳能电池最大功率点，并具有较好的稳定性。     

三相光伏并网逆变器的研究

介绍了单级式三相光伏系统拓扑结构.基于光伏电池数学模型,利用Matlab建立了太阳能光伏阵列通用的仿真模型,并将此电池模型用在三相光伏并网逆变仿真系统中.系统具有最大功率点跟踪(MPPT)功能,能很好地实现光伏发电系统最佳工作点跟踪.最后通过仿真和实验分析表明该控制策略正确可行.     

推挽正激式准单级高频环节光伏并网逆变器

分析研究了推挽正激式高频环节光伏并网逆变器的电路拓扑、开路电压法与变步长扰动观察法相结合的双模式最大功率点跟踪(MPPT)控制、输入电压外环和输出电流内环的双环PWM控制策略,给出了关键电路参数设计准则。该电路拓扑是由推挽正激式直流变换器和极性反转逆变桥级联构成,属于准单级电路结构。DC 1 kVA 48 V/220 V 50 Hz光伏并网逆变器样机的设计、仿真与实验结果表明,该光伏并网逆变器具有高频电气隔离、准单级功率变换、MPPT准确、极性反转逆变桥功率开关电压应力低且为零电压零电流开关(ZVZCS)、变换效率高、并网电流质量高等优点,在中小容量光伏并网逆变场合具有重要应用价值。     

基于STM32F407的单相光伏并网逆变器研究

逆变器是光伏并网发电系统的核心设备。其主要拓扑结构可以分为单级式和两级式,一种好的拓扑结构是保证逆变器稳定、高效率和高安全性工作的基础。采用两级式结构,前级采用单重Boost进行升压和最大功率获取,后级采用典型的单相全桥逆变,经过LCL滤波器并入电网,单相两级式光伏并网逆变系统具有最大功率点跟踪控制和逆变并网控制相互独立、互不干扰和效率高等优点。锁相采用一种新型的单相锁相环。通过理论分析确立了系统的控制规律,仿真及实验结果证明了该方案的有效性。控制芯片采用STM32F407,该芯片具有运算速率高、使用方便等优点。     

一种单级光伏并网系统MPPT算法的分析

讨论了光伏电池的非线性输出特性,分析了单相单级式光伏并网系统的硬件拓扑结构及常见的最大功率跟踪(MPPT)控制方法,针对传统一阶式MPPT控制算法在单级式光伏并网逆变系统应用中的不足之处,将模糊PID控制引入到单级式并网发电系统的MPPT控制当中。给出了系统的MPPT控制框图及模糊PID控制器的详细设计过程,基于PSIM软件搭建仿真平台,对文中提出的控制算法进行软件仿真,并最终将算法在实验样机上实现,仿真及样机实验结果均验证了算法的可行性和有效性。     

单级式光伏并网逆变系统设计研究

智能电网和微电网理论的提出,为光伏并网发电技术提供了更为广阔的发展空间。在对光伏并网逆变技术研究的基础上,对单级式光伏并网系统进行了设计研究。首先对光伏并网逆变系统的结构进行了分析,确定了系统的主电路拓扑、滤波电路结构和工频变压器的联结方式。然后提出了一种可以实现电流零稳态误差的PR控制策略,并对PR控制器进行了分析和设计。最后对单级式光伏并网逆变系统建立了数学模型,并通过Matlab仿真对上述研究和设计进行了验证。     

适合宽输入电压的单级升降压逆变器

光伏电池受环境、光照、温度等因素的影响,其输出电压范围宽,光伏并网逆变器需要完成逆变与升压两个功能。提出一种新型的适用于宽输入电压的单级式升降压逆变器拓扑,基于"虚拟变压器"的结构,在单级功率变换中实现逆变与升压的功能。采用高频的功率开关器件构成变比连续可调的虚拟升压变压器,替代传统笨重的工频升压变压器,使得逆变系统的体积、重量以及成本降低,易于集成,并且提高了变换效率。对该逆变器降压逆变与升压逆变的两种工作模式进行分析,给出调制策略的具体实现方案。仿真与实验结果表明,所提出的拓扑适合宽输入电压的升降压逆变场合。     

新型高效率两级式单相光伏并网逆变系统的研究与应用

为了使两级式单相光伏并网逆变器在具备漏电流抑制能力的同时具有较高的转换效率,提出了一种新型高效率两级式单相光伏并网逆变系统。该系统采用前级为ZVS Boost升压电路,后级为H6逆变拓扑的结构。分析了它们各自的工作原理,研究了该光伏并网逆变系统的整体控制策略。最后,搭建了所提出的两级式单相光伏并网逆变系统的实验平台,对理论分析进行了实验验证,结果表明所设计的光伏并网逆变器不但具有较高的入网波形质量,而且有很高的转换效率,其最高效率可以达到97.26%。     

面向欧洲效率增强的在线拓扑可变型光伏发电并网逆变系统

为了在满足并网约束条件的前提下拓展光伏电池的并网发电范围以及提高系统的欧洲效率,以提高光伏并网逆变系统的利用率,提出新的在线拓扑可变型并网逆变技术。通过在级联型多电平逆变器中增加双向切换开关,使其在光伏电池输出电压/功率较低时工作于级联模式,而在输出电压/功率较高时切换为H桥逆变器模式,从而实现只采用单级逆变结构即可获得较宽的并网发电范围和提高逆变器欧洲效率。给出了基于5电平级联型逆变器的在线拓扑可变型并网逆变器的具体结构及详细的实验结果,以验证所提出方案的正确性。     

以电导增量法实现MPPT的单级光伏并网逆变器

介绍了单级光伏系统的拓朴结构和工作原理,着重阐述了用电导增量法实现最大功率跟踪(MPPT)的基本原理。根据光伏阵列的特性,设计了一套能实现最大功率跟踪的新型光伏并网逆变器。该逆变器采用单级结构,控制部分采用基于DSP(TMS320LF2407)控制的最大功率跟踪和电流跟踪控制策略,实现了与网压同步的正弦电流输出及高功率因数运行。     

一种单级高增益电流型光伏并网逆变器

光伏电池的输出电压范围很大程度上受到诸如温度、太阳辐射等环境因素的影响。由于在并网时光伏阵列较低的输出电压很难满足系统对电压的要求,因此,光伏并网逆变器需要具备较好的升压逆变能力。在传统三态电流型逆变器的基础上,提出了一种新型单级电流型升压逆变器。该逆变器采用了含有2个分别对称的电感和二极管的无源网络,在直流输入电压较低时仍能够实现中间母线电压幅值的较大提升,输出稳定的交流电压。分析了对该逆变器高增益的工作方式,并给出了调制策略的具体方案。通过理论分析和MATLAB仿真验证了该新型逆变器拓扑具有良好的性能。     

单周期、单极性控制方法在光伏并网逆变器中的应用

光伏并网逆变器需要对光伏能量变化和电网变化的响应保证快速性和稳定性,在分析单周期电流控制和单极性逆变控制工作原理的基础上,给出相应地算法和软硬件实现方法,并应用在6 kW的单相并网逆变器上,样机实验结果表明该方法具有良好的动静态特性,符合光伏并网逆变器的设计要求.     

基于DSP的单级式光伏并网逆变器研究

提出一种适用于单级式光伏并网逆变系统的设计方案.通过理论推导、仿真拟合和实验测试,分析了单级能量变换理论,采用含有功率前馈与电压前馈环节的并网电流控制策略,完成了对光伏电池的增量电导法MPPT控制.孤岛效应检测采用了基于电网非特征次谐波阻抗的主被动相结合的检测方法.并在此基础上以TMS320F2808和IPM为硬件核心...     

一种新型独立光伏系统逆变器的研究

本文对独立光伏系统的逆变器的主电路拓扑、控制方法等问题做了较为详细的研究。在此基础上提出了一种新型高性能的全桥谐振式Buck-Boost逆变器拓扑,具有占用体积小,能量转换效率高等优点。在对逆变器控制方法上,提出采用电压有效值、电感电流瞬时值双闭环与零电流跟踪误差相结合的控制策略,提高系统的动静态特性。根据控制方案设计了由单片机MPS430控制的独立光伏系统逆变器的软硬件装置,实验表明它是一种效率高、性价比高、灵活性强的控制方案。     

一种高效率H6结构不隔离单相光伏并网逆变器

提出一种新颖的高效率六开关逆变器(H6)拓扑,解决了无变压器单相光伏并网逆变器漏电流问题。该拓扑将两个单向续流单元嵌在全桥逆变器桥臂中点之间,以获得续流通道,并在续流阶段将太阳能电池板和电网分离。该拓扑续流回路不经过性能较差的体二极管,有利于获得更高效率;同时,无需直流旁路结构中的分裂电容。详细介绍该拓扑的工作原理、脉宽调制(pulse width modulation,PWM)驱动逻辑、并网控制方法以及关键电路设计。仿真与实验验证了该拓扑具有低共模电压、高质量的并网波形和高效率特征。     

单相级联多电平光伏并网逆变器控制策略综述

级联多电平逆变器不仅能够实现各级光伏阵列的最大功率点跟踪,提高光伏利用率,而且具有系统开关损耗小、能量变换效率高以及并网电流谐波含量低等优势,在大规模光伏并网系统研究和工程应用领域备受青睐。综述了近年来级联多电平光伏并网逆变器控制策略的研究成果,依据各个级联单元的调制比配置方式不同,将变换器的功率平衡控制策略分成了三类,在分析各类控制原理和特点基础上,推导出了系统功率平衡控制策略的约束条件公式,进而指出了级联多电平光伏并网逆变器拓扑结构和控制策略的改进方法。