【摘要】：隨著能源危機(jī)的加劇及自然環(huán)境的惡化,大規(guī)模發(fā)展利用可再生能源已經(jīng)成為人類社會(huì)的共識(shí),其中光伏發(fā)電是最具前景和最具代表性的可再生能源項(xiàng)目之一。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中,最大功率點(diǎn)追蹤(MPPT)功能是必不可少的,它可以保證光伏陣列盡可能地輸出最大功率,從而提高對(duì)太陽(yáng)能的利用率。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同,可將光伏MPPT分為光伏陣列級(jí)MPPT、光伏組串級(jí)MPPT和光伏組件級(jí)MPPT。并聯(lián)型功率優(yōu)化器(PPO)是實(shí)現(xiàn)組件級(jí)MPPT的有效方法,并且并聯(lián)型功率優(yōu)化器非常適合應(yīng)用于分布式發(fā)電系統(tǒng)。本文針對(duì)并聯(lián)型功率優(yōu)化器的電路拓?fù)浜涂刂撇呗缘汝P(guān)鍵問(wèn)題展開研究。首先闡述了并聯(lián)型功率優(yōu)化器的概念,并進(jìn)一步分析了并聯(lián)型功率優(yōu)化器所研究的主要問(wèn)題,以及并聯(lián)型功率優(yōu)化器所涉及的關(guān)鍵技術(shù)。由于并聯(lián)型功率優(yōu)化器的核心功能就是實(shí)現(xiàn)光伏組件的MPPT控制,因此文中研究了MPPT算法,詳細(xì)介紹了光伏電池模型,在此基礎(chǔ)上闡述了 MPPT的控制原理并分析了一些經(jīng)典的MPPT算法,之后介紹了本文所采用的基于恒定電壓法和變步長(zhǎng)擾動(dòng)觀測(cè)法組合的改進(jìn)的MPPT算法,這種算法能滿足所研究的并聯(lián)型功率優(yōu)化器的需求。其次,本文研究了并聯(lián)型功率優(yōu)化器的拓?fù)?并聯(lián)型功率優(yōu)化器的拓?fù)鋺?yīng)采用隔離型高增益變換拓?fù)洹Ｎ闹薪榻B了隔離型高增益的幾種典型拓?fù)?然后引入一種基于耦合電感倍壓?jiǎn)卧腇orward-Flyback變換器作為PPO主拓?fù)?Forward與Flyback變換單元并聯(lián)輸入串聯(lián)輸出,實(shí)現(xiàn)了高增益變換。變壓器初級(jí)側(cè)在開關(guān)導(dǎo)通和關(guān)斷期間均向次級(jí)傳遞能量,提高了變壓器的利用率。變換器拓?fù)浜?jiǎn)潔,成本較低。最后,文章對(duì)給出了并聯(lián)型功率優(yōu)化器的控制策略,為了提高電路的變換效率,提出了針對(duì)Forward-Flyback變換器的軟開關(guān)控制方法,實(shí)現(xiàn)電路拓?fù)渲卸䴓O管的零電流關(guān)斷(ZCS)和開關(guān)管的零電壓開通(ZVS)。在軟開關(guān)控制的基礎(chǔ)上,結(jié)合所采用的MPPT算法,給出了PPO的控制策略,文中還給出了并聯(lián)型功率優(yōu)化器的硬件設(shè)計(jì)方案,并設(shè)計(jì)了一臺(tái)樣機(jī),通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論的正確性。
【圖文】：

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文邐逡逑圖１．３邋（ｂ）所示的是組串式結(jié)構(gòu)，多個(gè)光伏組件串聯(lián)形成光伏組串，然后通過(guò)組串式逡逑光伏逆變器并入電網(wǎng)發(fā)電。與集中式結(jié)構(gòu)相比，姐串式結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)有：系統(tǒng)中不需要逡逑阻塞二極管，損耗降低；解決了組串功率失配問(wèn)題，系統(tǒng)抗熱斑和抗陰影能力增強(qiáng)；多路逡逑ＭＰＰＴ設(shè)計(jì)，，每個(gè)光伏組串都可以工作在最大功率點(diǎn)（ＭａｘｉｍｕｍＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔ，ＭＰＰ），提高逡逑了發(fā)電量等。組串式結(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn)包括：不能確保組串中每個(gè)光伏組件都工作在最大功逡逑率點(diǎn)，仍存在組件功率失配的問(wèn)題；系統(tǒng)所需并網(wǎng)逆變器數(shù)量較多，故障率高，不利于進(jìn)逡逑行管理維護(hù)；多臺(tái)并網(wǎng)逆變器并聯(lián)時(shí)，總諧波較高等。組串式光伏逆變器功率等級(jí)一般在逡逑若干千瓦到數(shù)十千瓦之間｜３＿５１，組串式結(jié)構(gòu)適用于中小功率光伏并網(wǎng)發(fā)電場(chǎng)合。逡逑圖丨．３（ｃ）所示的是微型逆變器（Ｍｉｃｒｏ－Ｉｎｖｅｒｔｅｒ）結(jié)構(gòu)，又被稱為交流模塊（ＡＣ邋Ｍｏｄｕｌｅ）逡逑結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中

光伏發(fā)電場(chǎng)合。實(shí)際上ＰＰＯ就是一個(gè)ＤＣ／ＤＣ變換器，輸入端接到光伏組件上，輸出端接逡逑入直流母線。逡逑如圖１．４所示，ＰＰＯ由兩個(gè)部分組成，一部分是高頻ＤＣ／ＤＣ變換器，另一部分是輸逡逑出濾波器。逡逑并聯(lián)型功率優(yōu)化器（ＰＰＯ）逡逑ｈ邐—輸出１直流逡逑；ＳＳ邋—濾波器ｊ＿母線逡逑邐邐邐邐逡逑圖１．４并聯(lián)型功率優(yōu)化器示意圖逡逑ＰＰＯ的主要特點(diǎn)如下：逡逑６逡逑
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM615

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本文編號(hào)：2648870