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《交錯(cuò)并聯(lián)反激式準(zhǔn)單級(jí)光伏并網(wǎng)微逆變器》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、交錯(cuò)并聯(lián)反激式準(zhǔn)單級(jí)光伏并網(wǎng)微逆變器楊興媚江蘇安科瑞電器制造有限公司 摘要：獨(dú)立光伏組件的微型逆變器能有效克服傳統(tǒng)光伏系統(tǒng)存在的陰影問題。詳盡介紹了某型準(zhǔn)單級(jí)式交錯(cuò)并聯(lián)微逆變器的設(shè)計(jì)、分析及其控制策略。該微型逆變器基于高頻環(huán)節(jié)逆變技術(shù)，有效實(shí)現(xiàn)了初、次級(jí)電氣隔離，解決了漏電流問題;采用有源箝位技術(shù)吸收漏感能量，實(shí)現(xiàn)了開關(guān)管的零電壓開關(guān)(ZVS);采用變步長(zhǎng)的擾動(dòng)觀察法實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT),輸入電壓前饋方法可解決準(zhǔn)單級(jí)式微逆母線電壓崩潰問題。220W樣機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證了該方案及控制策略的可行性，整機(jī)MPPT效率為99.5%，最高效率達(dá)到95%。
2、 關(guān)鍵詞：微逆變器;高頻環(huán)節(jié);最大功率點(diǎn)跟蹤 1引言 傳統(tǒng)集中式、組串式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)通過對(duì)光伏電池板的串并聯(lián)，在有效提高母線電壓后，供給并網(wǎng)逆變器將電能輸送到電網(wǎng)。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)換效率高，尤其適合于日照較好的電站系統(tǒng)。但在東部城鄉(xiāng)地區(qū)，云層及建筑物、樹木遮擋，以及單塊電池板發(fā)生故障等因素，將嚴(yán)重降低整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)電量。配備在每一個(gè)光伏組件后面的微型逆變器，通過對(duì)各組件的獨(dú)立控制使其工作在最大功率點(diǎn)，大大提高了系統(tǒng)抗局部陰影的能力，以及整體發(fā)電量。盡管其成本相對(duì)較高，但模塊化架構(gòu)、高可靠性、高發(fā)電量、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)使其為目前分布式光伏發(fā)電的一
3、個(gè)重要方向?！ ≡诖嗽敱M介紹了某型準(zhǔn)單級(jí)式交錯(cuò)并聯(lián)微逆變器設(shè)計(jì)、分析及控制策略。高頻環(huán)節(jié)逆變技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)了微逆變輸入輸出電壓大升壓比匹配，同時(shí)初次級(jí)電氣隔離解決不了不隔離系統(tǒng)漏電流問題;而且基于有源箝位技術(shù)吸收漏感能量，實(shí)現(xiàn)了開關(guān)管的ZVS。系統(tǒng)控制框圖及流程表明采用變步長(zhǎng)的擾動(dòng)觀察法能實(shí)現(xiàn)MPPT，輸入電壓前饋方法可解決準(zhǔn)單級(jí)式微逆母線電壓崩潰問題。 2主電路拓?fù)洹 ?.1拓?fù)溥x擇 準(zhǔn)單級(jí)式反激逆變器僅有一級(jí)的功率變換[4]，拓?fù)浜?jiǎn)單，尤其適合低成本應(yīng)用場(chǎng)合的要求。在斷續(xù)模式(DCM)及臨界連續(xù)模式(BCM)下，其呈現(xiàn)電流源特性，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4、簡(jiǎn)單，市目前光伏微逆變器的理想拓?fù)?。由于反激變換器輸出功率有限，在微逆變器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，這里采取如圖1所示交錯(cuò)并聯(lián)技術(shù)：將兩路反激變換器輸入并聯(lián)，輸出并聯(lián)，原邊的主管交錯(cuò)180度導(dǎo)通以減小輸入輸出電流紋波，同時(shí)公用一組輸出極性翻轉(zhuǎn)橋;考慮到反激變壓器漏感的存在，進(jìn)一步采取有源鉗位技術(shù)回收漏感，并實(shí)現(xiàn)了主管和輔助管的ZVS，有效減小開關(guān)損耗，提高了電路效率?！ D1交錯(cuò)并聯(lián)反激型微逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 此時(shí)光伏組件經(jīng)過反激變換器主開關(guān)SPWM高頻調(diào)制，得到包絡(luò)線為單極性工頻正弦半波的輸出電流。交流側(cè)的工頻換向橋驅(qū)動(dòng)時(shí)序跟蹤電網(wǎng)電壓，將前面的單極性工頻正弦半
5、波翻轉(zhuǎn)為正弦波并網(wǎng)電流，與電網(wǎng)電壓同頻同相?！ ?.2工作模式分析 根據(jù)變壓器的磁通是否連續(xù)，可將反激變換器的工作模式分為電感電流連續(xù)模式(CCM)、DCM及BCM3種。CCM模式下反激逆變器相對(duì)穩(wěn)定性較差，需要妥善處理。目前主流的反激逆變器以DCM及BCM為主，但由于在BCM模式下，需要采用變頻控制，計(jì)算和控制都較為復(fù)雜，因此這里采用DCM。相對(duì)BCM及CCM，DCM的優(yōu)點(diǎn)是恒頻工作，控制簡(jiǎn)單，且消除了次級(jí)二極管反向恢復(fù)問題;缺點(diǎn)是相比CCM此時(shí)勵(lì)磁電感較小，器件峰值電流應(yīng)力較大?！ 榇_保變換器工作在DCM，需其初級(jí)電感Lp即勵(lì)磁電感小于臨界
6、連續(xù)電感值。定義工頻周期Tgrid是高頻開關(guān)周期的2k倍，定義dp為最大占空比，由于輸入電流大小和占空比成正比，因此每個(gè)開關(guān)周期的占空比也是正弦脈絡(luò)dpsin(iπ/k)，則變壓器原邊電流idc的平均值為： 化簡(jiǎn)得 將Pin=Udc*Idc,avg帶入上式可得變壓器原邊電感： 3控制系統(tǒng) 3.1控制框圖 準(zhǔn)單級(jí)式微逆變器需同時(shí)完成MPPT、鎖相、孤島檢測(cè)和入網(wǎng)電流控制[5][6]。如圖2所示，通過MPPT計(jì)算提供得到的并網(wǎng)電流的基準(zhǔn)幅值Io大小，從而確保光伏組件以最大功率向電網(wǎng)傳輸能量。鎖相提供并網(wǎng)電流的相位信息，確保入網(wǎng)電流與電網(wǎng)電壓同
7、頻同相。孤島檢測(cè)是并網(wǎng)逆變器所必須具備的功能，在電網(wǎng)異常情況下關(guān)閉逆變器，確保人員和設(shè)備的安全。入網(wǎng)電流控制是并網(wǎng)逆變器的核心控制部分，這里通過采樣輸出電流閉環(huán)控制，確保了高質(zhì)量的并網(wǎng)電流(理論上在DCM下，開環(huán)控制即可實(shí)現(xiàn)電流源并網(wǎng)，但其并網(wǎng)電流總諧波含量相對(duì)較高)。 圖2控制系統(tǒng) 3.2準(zhǔn)單級(jí)式系統(tǒng)MPPT及直流母線電壓控制 MPPT是通過相應(yīng)的算法，不斷調(diào)整并網(wǎng)電流基準(zhǔn)，調(diào)整逆變器輸出功率，從而調(diào)節(jié)光伏組件的輸出功率，使得光伏組件輸出功率最大。 擾動(dòng)觀察法原理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，是MPPT算法中最常用的方法之一。其算法原理是當(dāng)前次的輸出功
8、率與前一次的輸出功率作比較，假設(shè)P(k+1)>P(k)，那么將光伏輸出電壓基準(zhǔn)繼續(xù)向著這一次變化的相同的方向進(jìn)行擾動(dòng);反之
