微型光伏并网逆变器研究

21世纪以来，能源危机和环境污染逐渐成为困扰世界各国的两大难题。为了现代社会的可持续发展，可再生能源的开发与利用越来越被人类所重视。太阳能作为无污染的绿色能源之一，正逐渐从替代能源向基础能源迈进。光伏并网发电作为太阳能光伏利用的主要形式，必将得到迅速的发展。 光伏的发展主要有两个方向：兆瓦级的大型光伏电场和0.1-5kW的小型光伏住宅供电。微型光伏逆变器的功率在50-350W之间，它将逆变器与光伏组件集成，保证每个组件均运行在最大功率点，具有很强的抗局部阴影能力；可以实现模块化设计、即插即用和热插拔，系统扩展简单方便；并网逆变器基本不独立占用安装空间，分布式安装便于配置，空间利用率高；系统冗余度高、可靠性高，通过优化散热去除风扇可将可靠性从五年提高到二十年，单个模块失效不会对整个系统造成影响。 本文的微型光伏逆变器选择DCM的反激型逆变器拓扑，目标高效高功率密度、低成本和高可靠性。本文首先对反激型并网逆变器的参数进行了设计，采用双路交错并联反激减小开关管应力和输入输出电流谐波，对比了RCD和有源钳位两种漏感能量的吸收方法。鉴于分布式并网标准对入网电流有着严格的要求，本文接着对并网电流环进行了建模和优化控制，研究了带谐波补偿的比例谐振控制方法。随着光照等环境的持续变化，光伏系统有其特有的输出特征，本文研究了针对PV系统的最大功率跟踪技术，并采用两种方法解决直流母线电压崩溃的问题；为了提高并网逆变器的欧洲效率，本文采用跳周期控制的方法，提高逆变器在低功率处的效率。在分析和仿真的基础上，基于DSP28035，设计了230W微型光伏并网逆变器实验平台，实现了基本功能，实验结果验证了理论分析的正确性。