大升压比三相Boost型并网逆变器研究

论文摘要

随着世界能源危机的日趋严重，开发可再生清洁能源已成为全世界各国的关注热点。并网逆变器能将各种可再生能源转化的蓄电池、太阳能电池和燃料电池等直流电能变换成交流电能，并且并入电网，实现并网发电，是使用可再生能源的关键技术，在新能源的开发与利用领域有着至关重要的地位。本文详细论述了并网逆变技术的现状与发展，对并网逆变器做了深入研究，并首次提出了大升压比三相Boost型并网逆变器电路拓扑。该电路通过单级功率变换实现并网逆变，具有结构简单、体积小、重量轻、寿命长等优点，同时具有较大的升压作用，更适合于太阳能电池低压输出的并网逆变场合。本文对大升压比三相Boost型并网逆变器的电路拓扑、SPWM控制策略、原理特性、工作模态、最大功率点跟踪控制策略、关键电路参数设计准则等进行了深入的理论研究，同时提出并研究了一种新颖的与电网电压同步的数字化三相基准正弦电路，该基准电路与三相电网电压同步、输出电压THD小、幅值可调但不受电网电压波动的影响、简单实用、价格低廉等优点。3kVA40-60VDC/380V50HzAC大升压比三相Boost型并网逆变器理论分析与仿真研究证实了该电路拓扑的正确性与可行性，该并网逆变器可以实现高质量的并网电流输出，且能实现电网无功的调节。Boost型并网逆变器与Buck、Buck-Boost型并网逆变器一起构成了完整统一的并网逆变理论。

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第一章绪论

1.1 引言

1.2 并网逆变器的研究现状与发展

1.2.1 电压型并网逆变器

1.2.2 电流型并网逆变器

1.2.2.1 Buck-Boost 型并网逆变器

1.2.2.2 Boost 型并网逆变器

1.3 并网逆变控制技术

1.4 本文重要意义和研究内容

1.4.1 本文的主要意义

1.4.2 本文的主要内容

第二章大升压比三相 Boost 型并网逆变器的电路拓扑及控制策略

2.1 引言

2.2 电路拓扑

2.3 控制策略

2.3.1 并网电流控制方式

2.3.2 大升压比三相 Boost 型并网逆变器的控制策略

2.4 本章小结

第三章大升压比三相 Boost 型并网逆变器的原理特性

3.1 引言

3.2 大升压比三相 Boost 型并网逆变器的技术基础

3.2.1 大升压比 Boost DC/DC 变换器

3.2.2 传统三相 Boost 型并网逆变器

3.2.2.1 区间 I 的电路工作模态分析

3.2.2.2 区间 II 的电路工作模态分析

3.2.2.3 区间 III 的电路工作模态分析

3.2.2.4 区间 IV 的电路工作模态分析

3.2.2.5 区间 V 的电路工作模态分析

3.2.2.6 区间 VI 的电路工作模态分析

3.3 大升压比三相 Boost 型并网逆变器的工作模态

3.3.1 区间 I 的电路工作模态分析

3.3.2 区间 II 的电路工作模态分析

3.3.3 区间 III 的电路工作模态分析

3.3.4 区间 IV 的电路工作模态分析

3.3.5 区间 V 的电路工作模态分析

3.3.6 区间 VI 的电路工作模态分析

3.4 本章小结

第四章大升压比三相 Boost 型并网逆变器关键电路参数设计

4.1 引言

4.2 大升压比三相 Boost 型并网逆变器关键电路参数设计准则

4.2.1 输入储能电感

4.2.2 功率开关管 S

4.2.3 逆变桥臂的开关器件

4.2.4 输出滤波器

4.3 最大功率点跟踪（MPPT）控制

4.3.1 光伏电池的工作特性

4.3.2 最大功率点跟踪控制方法

4.3.3 大升压比三相 Boost 型并网逆变器最大功率点跟踪控制

4.4 大升压比三相 Boost 型并网逆变器的零电流开关

4.5 本章小结

第五章大升压比三相 Boost 型并网逆变器仿真分析

5.1 引言

5.2 稳态仿真分析与讨论

5.2.1 与电网电压同相的稳态仿真

5.2.2 与电网电压不同相的稳态仿真

5.2.2.1 超前电网电压的稳态仿真

5.2.2.2 滞后电网电压的稳态仿真

5.3 动态仿真分析与讨论

5.4 本章小结

第六章三相并网逆变器基准正弦电路

6.1 引言

6.2 三相基准正弦电路的构成原理

6.2.1 三相基准正弦电路的构成

6.2.2 三相基准正弦电路的工作原理

6.3 关键电路参数的设计

6.3.1 CD4046B 外接电阻 R4、R5和外接电容 C4设计

6.3.2 CD4046B 低通滤波器 R3、C3的设计

6.4 实验结果

6.5 本章小结

结束语

总结

进一步工作设想

参考文献

在学期间的研究成果及发表的学术论文

致谢

个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文

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