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随着社会经济的发展,传统的化石能源日趋减少,全球范围内的环境污染、能源紧缺等问题日益严重,发展清洁无污染的新能源是解决上述问题的关键,也是未来能源利用的必然趋势。太阳能对于人类来说是取之不尽用之不竭的,具有清洁,环保,易于利用等优点,被认为是最有发展前景的技术之一。传统的集中式光伏发电系统在局部存在阴影时,整体效率大幅下降且存在热斑等问题,光伏并网微逆变器针对每一块光伏面板进行控制,解决了上述问题,且具有体积小,便于安装,易于模块化,总体效率高等优点,具有广阔的发展前景。本文采用了一种两级式结构拓扑,研制了一套220W光伏并网微逆变器实验样机。 论文首先介绍了光伏并网微逆变器的发展、优势以及微逆变器系统的构架。针对单极式结构存在的固有不足,论文重点对两级式光伏并网微逆变器进行了研究。对前级DC/DC变换器的工作原理进行了详细的分析并讨论了软开关实现的条件,对后级DC/AC逆变器的几种电流闭环控制策略进行了比较,最后采取了一种无静差的准比例谐振电流控制策略。对前后级的电路进行了设计,给出了两级式微逆变器电路仿真波形。 论文研究了光伏逆变器中的两个关键技术:锁相及最大功率点跟踪。介绍了锁相环的结构和原理,由于硬件锁相存在误差大,不稳定等缺点,分析了一种基于d-q坐标变换的单相并网逆变器锁相策略,对几种构造正交坐标系的方法进行了分析和仿真,最后采用了SOGI变换进行构造,仿真和实验验证了其可行性。分析了光伏电池板的输出特性,说明了最大功率点跟踪的原理,采用一种变步长的扰动观察法实现最大功率点的跟踪,给出了控制系统图及算法流程,实验验证了其正确性。 论文研究了两级式微逆架构存在的输入电流低频纹波的问题,对电流纹波的形成进行了理论分析,采用了一种在中间母线电压环中加入扰动环节的方法,有效抑制了输入端电流纹波,给出了详细的数据分析及设计的方法。 论文最后给出了光伏并网微逆变器的软件设计及一些外围硬件电路的设计。在220W微逆变器原理样机上完成了软硬件调试和实验,给出了关键实验波形,验证了该两级式微逆变器设计的可行性。