光伏并网逆变器的研究 重庆大学硕士论文

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随着世界性能源紧张和环境污染的加剧，世界各国都在积极寻找一种可持续
发展且无污染的新能源。太阳能凭借其独特的优点受到人们高度重视。在太阳能
众多应用中，光伏并网发电技术是其中最有发展前途的，成为了太阳能光伏应用
的主流。逆变器作为太阳能并网发电不可或缺的一部分也获得了广泛的研究。
本文针对太阳能并网发电，功率单向流动且输出侧为有源网络的情况，从降
低系统成本的角度出发，提出了一种经济合理的新型单相 Buck-Boost 并网逆变器。
该逆变器由一个 Buck-Boost 变换器和一个工频逆变桥组成，可以工作在升降压模
式下。Buck-Boost 变换器工作在连续模式，通过控制输出电流跟踪输出电压，实
现单位功率因数。该逆变器结构简单，仅使用了一个高频全控器件，少于了传统
的并网逆变器，因此极大的降低了系统的损耗，提高了效率。论文的主要工作如
下：
(1) 对新型单相 Buck-Boost 并网逆变器的工作原理进行比较详尽的分析，将
单周控制的方法应用于此新型逆变器中，推导了基于单周控制思想的控制方程。
(2) 常见的单周控制方程为一元一次方程，本文推导出的控制方程为一元二次
方程，因此设计了二阶的单周控制器，最后给出了仿真波形验证理论推导的正确
性。
(3) 提出了新型三相 Buck-Boost 型并网逆变器，文章分析了主电路的拓扑结
构，并根据单相 Buck-Boost 逆变器的控制思想推导出控制方程，最后通过仿真加
以验证。
(4) 最大功率跟踪控制是太阳能并网发电系统中不可或缺的部分，本文阐述了
最大功率跟踪控制的原因，介绍了实现最大功率跟踪控制(MPPT)的方法，在第二
章单相 Buck-Boost 型并网逆变器控制方程推导中提供了一个接口参数，通过控制
该参数可以根据最大功率跟踪控制算法来调节流入电网中的有功功率。
关键词：太阳能，并网逆变器，单周控制，最大功率跟踪，单位功率因数