单相光伏并网逆变器的研究

逆变器作为光伏阵列和电网接口的主要设备,它的性能决定着整个光伏发电系统的性能。为了将光伏阵列产生的电能最大限度地馈入电网,并提高其运行的稳定度、可靠性和精确度,必须对并网逆变器的主电路拓扑选择、滤波器参数设计及其控制策略选取等进行深入研究。 论文首先分析了光伏发电的国内外发展现状和应用前景,对光伏并网发电系统的种类、结构和并网标准进行了综述。针对众多适用于光伏并网的逆变器拓扑进行了详细的比较分析,最终确定了一台单相满载功率1kW、并网电压220V的逆变器拓扑及其主电路参数,对其输出滤波器参数进行设计,并对其进行了幅频特性分析。 其次,详细分析和研究逆变器的并网控制策略,确定了在独立工作模式下的瞬时电压控制策略和在并网工作模式下的瞬时电流控制策略。根据选定的控制策略分别对其控制系统进行了建模和闭环参数设计,并利用Saber软件进行系统仿真,验证了系统建模和设计的正确性。 接着,在分析光伏阵列特性的基础上,总结和比较了常用的几种MPPT(Maximum Power Point Tracking)控制方法,通过扰动观测法对并网逆变器输出电流的控制,实现了光伏阵列的MPPT,并给出了设计方案和实验验证。 最后,根据以上分析结果,研制了一台基于DSP控制的光伏并网逆变器的试验样机,并详述了其软硬件的设计方案,给出了相关实验结果。