单相光伏并网逆变器的设计及研究

随着太阳能光伏电池(PV)和电力电子技术的不断进步,光伏发电已经成为新能源利用的主流之一。目前,太阳能光伏发电的主要形式是离网、并网发电并且光伏发电的趋势向着低成本、高效率、大功率方向发展。在光伏发电系统中,逆变器作用是把太阳能电池发出的直流电转换成与市电电压同频同相的交流电。本文主要以小功率单相光伏并网系统为研究对象,对光伏并网系统进行了比较全面、深入的研究,主要内容有： 1.分析了单相光伏并网逆变器的主电路拓扑结构和工作原理。对单相光伏并网系统中直流侧电容、交流侧电感电容、主电路功率管和缓冲电路元器件的参数进行了计算,从仿真和实验的波形来看,输出电压电流的波形谐波较少,基本达到了逆变电流和电压同频同相的目的。 2.为了防止同一桥臂上的功率开关管直通,在正弦波过零点处设置死区时间,通过电流闭环来对死区进行补偿,然后对整个系统进行仿真分析,通过设置合适的死区时间来改善输出波形,以降低输出波形的失真度。 3.由于光伏电池输出特性具有强烈的非线性,且输出功率受日照强度和环境温度等因素的影响,对此本论文分析了光伏电池最大功率点跟踪的方法,利用变步长的算法跟踪光伏阵列的最大输出功率。 4.采用TMS320F2812DSP芯片设计了光伏逆变器的控制器,实验结果表明：输出电压波形的失真度较小,输出功率因数接近1,从而提高了系统的逆变效率,保证其安全可靠运行。