微型逆变器研究背景

展趋势之一。单个光伏组件的功率等级一般来说都在 90W 到 500W 之间，则与之配套的逆变器功率也是很小的，所以把这种逆变器称之为“微型逆变器” [6] 微型逆变器在国外称之为 ac module。如图 1-2 中的 d所示，它不存在光伏组件之间的不匹配损耗，不存在热斑问题 ;在光伏组件和逆变器之间实现最优匹配 ;每个组件具有独立的 MPPT功能 ;系统可模块化，成为一个即插即用型器件，连不懂光伏并网发电技术的人也会安装。缺点为需要升压电路，系统比较复杂，提高光伏发电系统中逆变器的成本，但这部份成本可以通过提高电池板的发电量和逆变器的批量生产来补偿，最终实现低生产成本和低的发电价格。单个光伏组件并网发电系统可能是未来光伏并网发电最有发展前景的系统结构。对光伏并网微型逆变器系统总结具有以下特点「下」 1每一个光伏组件有独立的 MPPT功能，可提高电池板的发电效率。2每一个光伏组件系统独立工作，一个组件有问题，并不会影响其他组件的工作。3并不存在电池板之间的不匹配损耗和热斑问题。4微型逆变器可模块化，光伏发电系统容易扩容。5系统中没有高压直流端，省去了高压绝缘的要求。6微型逆变器的体积较小，批量生产价格较便宜。每个家庭和单位都可以建造自己的光伏发电基地。7串联二极管和旁路二极管都可以省去。8微型逆变器是一个即插即用型模块，安装中并不需要专业人士，可减少安装成本。9相对于大功率逆变器，微型逆变器的效率较低，并网电流的谐波含量较高、电磁干扰较大，电流型高频链拓扑不能提供无功，则也就不能使用现有的大多数孤岛检测方法。这些问题还将继续阻碍微型逆变器的发展。1.3 微型逆变器的发展和研究概述1. 3. 1 微型逆变器的发展「钊微型逆变器并网发电系统的思想源于 70 年代，但是由于当时技术条件的限制，这种思想并没有引起重视「 8]。到了 80 年代的末，工 SET公司才对微型逆变器并网发电系统开始作了一些研究。在 Kleinkauf 教授的多篇关于微型逆变器光伏并网发电系统的文献中，他分析其很多优点。当时微型逆变器被称为模块整合变换器 module integrated converters 。如图 1-3 给出了模块整合变换器的结构图。到了 90 年代初，就开始有一些公司开始研制微型逆变器了。对微型逆变器的研究最早的国家有美国、荷兰、瑞士和德国。德国的 ZSW公司，在 1992 年，推出世界上第一台微型逆变器。那款微型逆变器的功率为 50W，采 第二章详细地介绍了微型逆变器的现有拓扑结构，对微型逆变器的拓扑进行了分类，总结了不同类型拓扑所具有的优缺点。最后根据拓扑的使用寿命、开光管数量、逆变器效率、并网电流的 PDF和 THD等参数的性能比较，选择当前研究最火，性能最好的交错反激式光伏并网微型逆变器拓扑作为后续研究的对象。第三章首先详细分析了交错反激式光伏并网微型逆变器的拓扑工作原理，然后介绍了该拓扑所采用的两种常见控制策略。基于对两种常用控制策略的优缺点分析，文中提出了一种混合控制策略。文中详细分析了混合控制策略的原理和理论根据，用 MATLAB仿真验证了所提控制策略的可行性。最后还分别对微型逆变器的 MPPT 功能和孤岛检测进行了研究。第四章在第三章中关于交错反激式光伏并网微型逆变器拓扑和控制策略的研究基础上，用该拓扑设计了一款额定功率为 190W 的微型逆变器。本章对逆变器的硬件和软件设计进行了详细的分析。第五章对本文所做的工作进行了一个总结，且对关于微型逆变器的未来研究重点和发展作了几点个人见解。