基于伏秒的反激式光伏微逆变器的仿真研究

针对传统反激式光伏微逆变器因2倍频电压纹波引起的进网电流畸变的问题,提出了1种用于励磁电感电流断续模式下反激式光伏微逆变器的基于伏秒的控制方法.根据谐波抑制策略,对反激式光伏微逆变器进行小信号建模,利用扫频验证建模的正确性.通过推导变压器参数的设计准则,结合变压器参数与输入电压调节范围和损耗的关系对其进行优化设计并进行仿真.结果证明了所提控制方法的准确性,与传统开闭环电流控制方法相比,输出电流的THD更低,达3.783%.

一种高效率低输入纹波电流的光伏并网微逆变器

针对传统光伏系统存在热斑、整体效率低等问题,提出了一种高效率、低输入电流纹波的隔离型单相两级式光伏并网微逆变器。该微逆变器由前级DC/DC升压环节和后级逆变环节组成。DC/DC变换器采用有源钳位和倍压整流电路,使变压器原边开关管及副边整流二极管实现软开关,分析了其稳态下的工作原理并给出了变换器关键波形曲线;后级逆变环节应用软件锁相、脉宽调制等技术实现了逆变并网。提出了一种低成本的在中间母线电压环中加入扰动环节的方法,抑制了两级式逆变器直流输入侧存在的两倍交流输出频率的电流纹波。研制了一台220 W光伏微逆变器样机并进行了测试,实验结果证明了理论分析的可行性。

电流型降压桥式伪直流环节微逆变器

随着单块光伏电池输出功率越来越高,以反激电路为基础的传统光伏微逆变器难以达到高效率,因此桥式电路为基础的微逆变器越来越受到重视。提出一种电流型降压桥式伪直流环节微逆变器。推导了能量缓冲电感的选择方法,得到了其中各开关器件的电流应力。对所提微逆变器与传统反激式微逆变器在开关管的导通损耗、二极管的导通损耗、伪直流环节滤波效果、开关损耗方面做了详细比较,所提微逆变器综合新能优于传统微逆变器。200 W样机的实验结果证明所提微逆变器性能优良。

CCM交错反激式光伏并网微逆变器的建模和控制

建立CCM交错反激式微逆变器的整体四阶模型,分析系统的零极点分布,并基于该模型提出控制设计策略。相对于单路反激式微逆变器模型近似分析交错反激式微逆变器系统特性并提出进行控制设计的方法,该方法能准确描述系统控制输入到并网电流传递函数中存在的右半平面零点位置,提高控制设计的精确性和控制效果,修正已有控制方法中存在的控制偏差,同时改善因两路交错反激变换器参数不同所引起的负载不平衡,提高系统整体性能。最后设计一台250 W微逆变器实验样机,实验结果可验证整体建模和控制的有效性。

光伏微逆变器中Boost变换器的混沌现象分析与控制研究

由于光伏并网微逆变器中Boost变换器存在着混沌现象,易造成微电网系统的不稳定。故引入两级式微逆变器,通过建立Boost变换器模型分析混沌现象产生机理,参考电流参数是造成混沌的重要因素。提出一种基于参数共振微扰法的Boost变换器混沌动力学控制方法,以参考电流作为微扰参数,推导出最优控制计算公式。通过实例验证,参数共振微扰法可以有效抑制Boost变换器的混沌现象。结果表明该控制算法对研究光伏微逆变器具有有效性和可行性。

微逆变器过零点电流畸变抑制的混合控制策略

微型光伏并网逆变器输出电流过零点畸变会导致电网注入电流谐波增加,严重时还会干扰电网正常运行。为解决该问题,通过对反激式微逆变器峰值电流控制策略的分析,讨论了功率器件关断延迟时间对系统功率平衡的影响,指出功率器件关断延迟时间是造成过零点畸变的主要原因,据此提出了一种新的混合峰值电流控制策略。详细分析了其工作原理,给出了控制实现方法,并构建了100 W样机进行实验。实验结果表明所提出的混合控制策略能有效抑制输出电流过零点畸变。

应用于光伏微逆变器的柔性变换器

为满足微逆变器高加权效率的要求,提出了一种适用于光伏微逆变器的柔性拓扑DC/DC变换器。柔性变换器包含两种工作模式,分别是改进双管正激工作模式与桥式工作模式,介绍了各自的工作原理,给出了变换器中变比与缓冲电感的设计准则。根据两种工作模式下的开关损耗、导通损耗、驱动损耗以及铁芯损耗分析,确定了柔性变换器两种工作模式的切换阈值大小,并得到了变换器的占空比预计算与闭环微调相结合的控制策略。实验结果证明所提柔性变换器性能优良,并具有较高的加权效率。

基于双频率DCM控制的交错反激光伏并网微逆变器

为了提高交错反激光伏并网微逆变器的并网控制性能,提出一种基于电流反馈的并网电流控制策略,并且为了增大微逆变器功率输出范围,进一步提出一种双频率DCM并网控制策略。在双频率控制策略下,反激变换器工作在DCM模式,输出较低功率时采用高频模式,而输出较高功率时采用低频模式,且依据较高开关频率设计电路参数。以额定功率280W、直流输入电压35V、并网电压220V的交错反激微逆变器为例进行了仿真分析,结果表明电流反馈控制具有较高的控制精度和动、静态响应特性,并网电流波形质量良好,采用双频率DCM控制策略在相同电路参数下增大了微逆变器的功率输出范围,且有利于简化控制器和滤波器的参数设计。

应用于微逆变器的高增益DC/DC变换器设计

在光伏发电微逆变器模块中,针对传统高增益DC/DC变换器体积较大、功率器件电压应力高、电压增益仍然有限的不足,提出了一种新型的非隔离型高增益DC/DC变换器,有效克服了上述缺点。文中讨论了该变换器在连续与断续工作模式下的工作模态,分析了其稳态工作原理,并给出了其电压增益及外特性曲线。与一些常见的高增益DC/DC变换器在电压增益、电压应力和电感电流等方面进行了对比,最后根据所提出的变换器,设计并制作了一台200W原理样机,实验结果证实了理论分析的正确性。

具有低频电流纹波抑制功能的电流型桥式光伏微逆变器

合理的低频电流纹波水平能有效增加微逆变器的寿命,提高光伏电池的输出功率。文中提出一种器件复用的电流型桥式变换器,作为两级式光伏微逆变器的前级,针对该变换器提出了一种双占空比调制策略,分析了在该策略下变换器的工作原理,在此基础上提出了一种可实现光伏电池侧低频电流纹波抑制的策略。分析了变换器的小信号模型,分别设计了升压电感电流内环、光伏电池电压外环以及低压侧电压环的调节器参数,并通过根轨迹验证了在整个光伏电池运行范围内变换器均能稳定运行。实验样机运行结果验证了分析与设计参数的正确性。

推挽型光伏并网微逆变器控制策略研究

根据推挽型光伏并网微逆变器的拓扑结构特点提出了一种适合该拓扑的控制策略,详细分析了该控制策略的原理,推导了该控制策略下并网电流与其参考信号之间的约束关系,借助MATLAB仿真软件验证了控制策略的可行性.该控制策略使推挽型光伏并网微逆变器工作于电流源模式下,具有较高的并网电流质量.

中间电流型双管正激式光伏微逆变器

为克服现有光伏微逆变器电压应力高、结构较复杂的缺点,提出了一种中间电流型双管正激微逆变器。该变换器中所有开关都可实现软开关,并消除了变压器副边整流二极管的反向恢复损耗。分析了所提微逆变器的工作原理,并得到了微逆变器的最大占空比、占空比的预置值、开关管的电流应力以及无源元件参数。建立了所提微逆变器的实验样机,实验结果验证了所提微逆变器具有优良的性能。

一种基于直流输出侧并联解耦的光伏微逆变器优化设计研究

研究一种用于光伏发电的功率解耦微逆变器。该微逆变器由基本的buck-boost电路与电流源型高频逆变电路并联而成,解耦电容并联在两个电路之间。通过峰值电流控制法使解耦电容两端电压升高、纹波加大,降低解耦电容容值,避免使用短寿命的电解电容器,从而达到延长逆变器使用寿命的目的。分析了电路的5个工作状态,设计了相应的电路参数和峰值电流控制策略。用PSIM软件建立了电路仿真模型,进行了仿真实验。仿真结果表明,所提出的方法可以降低解耦电容的大小,延长微逆变器的使用寿命。

光伏微逆变器用串联谐振型直流变压器的设计

低压输入的光伏微逆变器系统中,广泛采用"Boost+直流变压器"的两级式DC/DC功率变换方案,传统的直流变压器方案主要是基于全桥变换器方案,该方案开关管数量多,而且开关管工作在硬开关状态。文章提出了一种新型串联谐振型直流变压器,该变压器原边采用半桥结构,副边为倍压整流结构,变压器开关管数量减少了一半。通过引入串联谐振腔,在合理设计死区时间的基础上,开关管可工作在软开关状态。最后制作了一台300 W样机,样机具有良好的增益特性和效率特性。

光伏并网微逆变器研究中的关键技术

微逆变器技术的研究成为光伏并网发电研究领域的热点之一。文章阐述了微变器的内涵、特征及其发展现状。从技术内涵角度综述了微逆变器研究中的关键技术,包括主电路拓扑结构、功率解耦技术、最大功率跟踪技术、并网电流控制技术、反孤岛保护、通信和监控技术。并给出了微逆变器未来可能的发展趋势。

基于准谐振软开关技术的反激式光伏微逆变器研究

针对传统集中式光伏发电存在热斑及转换效率低等问题,分析了反激式微型光伏并网逆变器的工作原理及准谐振软开关技术,研究了一种反激式微逆变器的准谐振软开关的数字实现方法,无需外加辅助电路就可实现主功率开关管的零电压开通,减小了电路的设计难度和成本,有效提高了反激式微逆变器的转换效率和可靠性。通过仿真和试验验证了该方法的可行性。

光伏并网微逆变器的设计

给出了基于全桥LLC结构的单相光伏并网逆变器,避免了传统基于交错反激互补结构的光伏并网单相微逆变器功率限制,并且其功率很容易放大;全桥LLC变换器变压器的磁集成技术的使用,使LLC变换器的结构更加紧凑。通过仿真,验证了全桥LLC变换器的开关管零电压开通和整流二极管的零电流关断特性及单相并网逆变器的准PR控制的有效性。

一种太阳能并网微逆变器方案设计

基于美国微芯公司的dsPIC33FJ06GS402系列数字处理控制器,设计了1种200 W并网光伏微逆变器方案,采用交错反激电路实现太阳电池的最大功率点跟踪,具有高压直流电压纹波小,功率开关器件电流应力小等特点,同时实现了电网隔离,给出了电路的具体设计.微逆变器的控制采用状态机实现,给出了系统软件流程图.

具备高压解耦电路的新型无电解电容微逆变器研究

提出了一种新颖的单相无电解电容光伏并网微逆变器。该微逆变器主电路拓扑由光伏器件输出侧功率解耦电路和反激式逆变器构成。解耦电路将光伏器件输出能量储存在高电压电容中,以减小解耦电容容量,实现小容量薄膜电容替代大容量电解电容。反激式变换器以薄膜电容为主要电源,避免光伏器件工作受逆变干扰,简化了微逆变器控制策略。同时,详细分析微逆变器电路的工作原理,并阐述电路主要参数的设计依据。最后,搭建一台100W并网微逆变器样机,实验结果验证了所提出微逆变器及控制策略的有效性。

分布式光伏发电系统中的微逆变器技术研究

微逆变器可实现独立的光伏模组最大功率点追踪控制,极大优化并网光伏发电系统的光伏能量转换,提供即插即用概念。光伏微逆变器在功率变换中,常采用高频变压器升压产生期望的输出交流电压,根据直流链配置可以分为直流链、伪直流链和无直流链3种微逆变器拓扑结构。微逆变器控制技术包括最大功率点追踪控制技术、输出电流控制技术、孤岛效应侦测与保证技术等,且功率开关对于改善微逆变器的转换效率至关重要。