發(fā)布時間：2018-01-26 14:05

  本文關(guān)鍵詞： 微功率逆變器 交錯反激 磁集成 功率密度 磁芯損耗 電流紋波　出處：《福州大學》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：太陽能與傳統(tǒng)能源如煤、石油、天然氣相比,具有儲量無限且污染小等優(yōu)點,合理地利用太陽能可以有效緩解當前的能源危機。太陽能光伏發(fā)電技術(shù)是利用光伏電池板的光伏效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)換為電能,并通過光伏逆變器為設(shè)備供電或?qū)㈦娔茌斔偷诫娋W(wǎng)中。與基于中、大功率光伏逆變器的集中式和串式光伏發(fā)電架構(gòu)相比,基于微功率逆變器的交流模塊式光伏發(fā)電架構(gòu)具有抗陰影能力強、即插即用、最大程度的分布式發(fā)電以及光伏電池板利用率高等特點,已發(fā)展為重要的光伏發(fā)電架構(gòu)之一。微功率逆變器作為交流模塊式光伏發(fā)電架構(gòu)的關(guān)鍵設(shè)備之一,對提高系統(tǒng)的發(fā)電效率和降低成本有重要影響。考慮成本及功率等級等因素,目前工業(yè)界一般采用交錯反激式逆變器作為微功率逆變器拓撲。交錯反激逆變器拓撲的特點為兩路反激逆變器輸入側(cè)與輸出側(cè)并聯(lián),不僅提高了逆變器的功率等級,同時減小了輸入輸出側(cè)電流紋波。本文從磁性元件角度出發(fā),提出磁集成技術(shù)在交錯反激微功率逆變器上的應(yīng)用。與分立磁件方案相比,采用集成磁件方案可以減小磁性元件的體積與磁芯損耗并降低溫升,同時改善反激逆變器的原、副邊電流紋波,從而滿足微功率光伏逆變器對功率密度、效率和運行環(huán)境等方面的嚴苛要求。針對交錯反激微功率光伏逆變器的磁集成研究,本文首先在分立磁件方案的基礎(chǔ)上對交錯反激逆變器的關(guān)鍵波形和各階段工作模態(tài)進行分析,推導(dǎo)出并網(wǎng)電流的控制策略。其次,本文提出基于交錯反激逆變器的高頻變壓器的解耦磁集成與耦合磁集成兩種方案。結(jié)合電路和磁路的原理,研究兩種集成磁件方案對磁芯體積、磁芯損耗和原、副邊電流紋波等幾個方面的影響。再次,基于SABER仿真軟件搭建了并網(wǎng)電流控制策略和兩種集成磁件方案的仿真模型,通過仿真結(jié)果驗證并網(wǎng)電流控制策略和集成磁件方案的可行性。最后,分別設(shè)計一臺分立磁件方案樣機和一臺集成磁件方案樣機。通過樣機測試的實驗結(jié)果,得出集成磁件方案可以有效減小磁性元件體積,改善原、副邊電流紋波并提高逆變器整體效率的結(jié)論,從而驗證了集成磁件方案的可行性與有效性。
[Abstract]:Compared with traditional energy sources such as coal, oil and natural gas, solar energy has the advantages of unlimited reserves and less pollution. Reasonable use of solar energy can effectively alleviate the current energy crisis. Solar photovoltaic technology is the use of photovoltaic panels to convert solar energy into electricity. Compared with the centralized and serial photovoltaic generation architecture based on medium and high power photovoltaic inverters, the power supply to the equipment or to the power grid is supplied by photovoltaic inverters. The AC modular photovoltaic power generation architecture based on micro-power inverter has the characteristics of strong anti-shadow ability, plug and play, maximum distributed generation and high utilization of photovoltaic panels. Micro-power inverter is one of the key devices in AC modular photovoltaic power generation architecture. It has an important effect on improving the efficiency of power generation and reducing the cost. The cost and power grade are taken into account. At present, interleaved flyback inverter is generally used as micro-power inverter topology in industry. The characteristics of interleaved flyback inverter topology are two-channel flyback inverter input side and output side parallel. It not only improves the power level of the inverter, but also reduces the current ripple at the input and output side. This paper presents the application of magnetic integration technology in staggered flyback micro-power inverter. Compared with discrete magnetic element scheme, the integrated magnetic element scheme can reduce the volume and core loss of magnetic element and reduce temperature rise. At the same time, improve the original and secondary side current ripple of flyback inverter, so as to meet the power density of micro-power photovoltaic inverter. Research on magnetic integration of interleaved flyback micro-power photovoltaic inverter. In this paper, based on the discrete magnetic device scheme, the key waveform and working modes of the interleaved flyback inverter are analyzed, and the control strategy of grid-connected current is deduced. In this paper, two schemes of decoupling magnetic integration and coupling magnetic integration of high frequency transformer based on staggered flyback inverter are proposed. Combined with the principle of circuit and magnetic circuit, the effects of two integrated magnetic components on core volume, core loss and original are studied. Third, based on the SABER simulation software to build the grid-connected current control strategy and two integrated magnetic components simulation model. Simulation results verify the feasibility of grid-connected current control strategy and integrated magnetic component scheme. Finally, a discrete magnetic component scheme prototype and an integrated magnetic component scheme prototype are designed, respectively. It is concluded that the integrated magnetic component scheme can effectively reduce the volume of the magnetic element, improve the current ripple of the original and auxiliary sides, and improve the overall efficiency of the inverter, thus validating the feasibility and effectiveness of the integrated magnetic component scheme.
【學位授予單位】：福州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM464;TM615

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