测技术研究南京理工大学,,,,,,,,致谢时间过得就是这么快，转眼间大学四年的时光就这样过去啦，临近毕业真有些不舍，四年里我在这里收获了知识和快乐，结交了朋友，师生同学之间建立了深厚的感情。在毕业论文的写作中得到了王冉冉老师的悉心指导，和同学们的帮助，王老师不仅在百忙之中抽出时间给我进行谈话，交流意见和建议，还在生活中予以无私的关怀，让我临近毕业再次感受到老师的温暖，电气班的同学们也给了我很多意见和建议，我真的是受益匪浅，在大学的四年生活中也是这样子在互相帮助中共同进步。最后，感谢山东农业大学对我的培养，感谢机械与电子工程学院对我的指导，感谢电气工程系各位老师对我的教育，在今后的学习和生活中，我定不会忘记你们的叮嘱，时刻牢记自己是名农大人，奋发向上，争取为社会做出自己的贡献。张前进年月日行大规模的串并联时将会寄生电容将会更大，对地寄生电容和光伏阵列主电路和电网之间将形成共模回路，在寄生电容上寄生电压的作用下将会产生共模电流，在共模回路中，对地寄生电容能够与并网逆变器中的滤波元件和电网阻抗形成谐振通路，当共模电流的频率和谐振回路的谐振频率相致时，将会在电路中出现较大的漏电流，该共模电流不仅会增加光伏发电系统的损耗还会对光伏并网逆变器的正常工作产生不良影响，并且会向电网注入大量谐波，对系统安全产生威胁。通过变压器进行隔离，隔离变压器将电能转化为磁能，再将磁能转化为电能，隔离性光伏并网逆变器有效的提高了光伏测的电气安全性。可以有效消除光伏系统中的共模电流问题，但是隔离变压器般是工频变压器体积大重量大，还会增加损耗，不利于发电系统特别是小功率发电系统效率的提高。隔离型光伏逆变器的拓扑结构有关隔离型光伏逆变器的拓扑结构，学术界已经提出很多观点，典型的拓扑结构是采用高频隔离性，应为工频变压器体积大重量大，成为逆变器减小系统体积，提高功率密度的大障碍。除此之外，工频隔离逆变器与高频隔离相比，工频变压器也会产生较大的损耗，且会增加发电系统的成本和运输安装难度等。与之相反，高频隔离光伏并网逆变器体积小重量轻，吸引了人们更多地目光。般来说，高频隔离型光伏并网逆变器根据电路的结构特点可以分为周波变换型和变换型两种。周波变换型主要有三个环节组成，即高频逆变器，高频变压器，和周波变换器。光伏阵列发出的直流电通过全桥逆变转化为高频等脉宽的交流电压，再经过高频变压器进行隔离传输，经过变压器的负边后再经过整流桥整流成为直流电，经过中间的电解电容形成稳定的直流电，最后经过全桥逆变成为工频交流电。该种结构的优点是只采用了两级变换，这样可以提高逆变器的效率，也有利于逆变器体积和重量的减小。此外，此结构没用中间的整流环节，这样可以控制能量的双向流动。但是，在获得优良性能的同时，也必须伴随着增加较多的开关器件，从而使控制系统变得更加复杂，不利于系统的可靠性。图光伏逆变器原理图变换型光伏并网逆变器是将太阳能电池发出的直流电转化为高频交流电即环节，以便通过高频变压器进行变压和电气隔离，再经过整流桥到达中间直流侧，形成并网所需的直流电压等级。输出侧的环节实现将中间级直流逆变成与电网同频率的交流电，并入电网。中间直流侧的大电解电容使得前后级相互解耦，从而控制系统得到简化。该系统仍然具有体积小重量轻等特点，便于安装和运输，但是依然需要较多的功率开关器件，而且由于是高频，大量的开关器件工作在高频环境中，会大大加大开关损耗。图隔离型两级式光伏逆变器非隔离型光伏并网逆变器如前所诉，非隔离型光伏并网逆变器不含变压器，光伏阵列与电网直接有电路的连接，非隔离型光伏并网逆变器具有体积小，重量轻，效率高，成本低等诸多优势。目前有的非隔离型光伏并网逆变器效率已经达到以上正是由于非隔离型光伏并网逆变器的优点，人们对它的研究也是如火如荼。非隔离型光伏并网逆变器的优缺点而更好的适用于光伏发电这样的输入电压比较宽的场合。除此之外，两级式光伏逆变器由于采用两级功率变换，前后级之间可以实现分别控制，因此控制难度较低便于控制。但是，采用两级变换期间的数量增多，从而增加成本，同时由于期间的开关损耗等也会降低系统的效率。非隔离型光伏并网逆变器的典型拓扑结构图非隔离带升压斩波光伏逆变器如图所示，光伏阵列发出的直流电经过升压斩波电路直接进入全桥逆变，逆变产生的交流电经过滤波后与电网相连于光伏阵列与电网直接相连，寄生电容和光伏阵列及电网之间将会形成工模回路，在公模电压的作用下产生共模电流，降低效率，危害人身和设备安全。全桥逆变中个功率开关器件采用波控制，对个功率开关器件选择合适的控制,就能保证输出并网电流波形为正弦波,并且与电网电压,同频同相,从而使逆变器的并网功率因数为。要实现并网电流与电网电压同频同相,交流侧的并网电感起着重要作用,并网电感除了对并网电流起着滤波和抑制波动的作用以外,还是构成稳态三角型的关键所在,正是由于并网电感的存在,使并网电流在电感上产生个电压降,从而使逆变器输出电压与电网电压之间产生个相位差由于控制这个相位差从而使并网电流电网电压同相，满足单位功率因数输出。图电压电流矢量图如上图所示，逆变器输出电压，电网电压，并网电流，有公式当控制逆变器输出电压于电网电压之间相位差为个固定角度时，就可以实现单位功率因数输出电能。为了抑制共模电流，减少逆变器的损耗，还可以采用带交流旁路的全桥拓扑结构此拓扑是在单相全桥逆变电路的基础上，在其交流侧增加了个由个构成的双向续流支路，该支路的作用是在续流阶段能够使得交流电路与直流电路断开连接，从而能够抑制共模漏电流，同时使得输出的逆变电压与采用单极性调制方式的逆变电压相同，因此减小了逆变器的损耗。仿真分析是种科学计算软件，较早的时候人们主要用其解决各种领域中的复杂数学计算。应为使用方便，程序简单直接，运算能力强等优点受到了人们的像电流的测量必须用电流测量模块取出电流信号才能用示波器进行观察，模型中的参考电流也不是电流源直接链接就可，而是用个正弦波发生器来模拟。对开关器件的控制采用电流滞环跟踪控制，电流滞环跟踪控制通过设定相应的参数来控制滞环宽度，从而使电网输出电流跟踪参考电流变化，开关器件的触发信号是由参考电流和逆变器输出电流相比较后由电流偏差来控制迟滞比较器的输出脉冲。整体的仿真参数设计是关键，有的要参考相应的文献有的则要自己在仿真的过程中不断地调试，直至出现较理想的波形。在非隔离型光伏并网逆变器的仿真分析中，直流侧采用的直流电源代替光伏阵列发出的直流电压，变压器的变比将电压升压到，在经过逆变器逆变后进行并网。仿真框图如下所示图工频隔离型光伏逆变器仿真框图滤波电感起始采用，经过多次参数调试后刻的到输出电流的波形如图图工频隔离型光伏逆变器电压电流仿真波形可以看出，加上隔离变压器后输出功率明显会比非隔离逆变器输出功率小，而且电压电流相位也不太致，不能达到单位功率因数输出，对其进行傅里叶分析，见其频谱波形图工频隔离型逆变器频率分析由其频谱波形即可发现隔离性光伏并网逆变器输出电流波形含有谐波比较多，可以看出相同条件下带有隔离变压器的总谐波畸变率较大，要想获得并网要求即满足谐波畸变率在以内，就要添加多余的滤波装置，从而增加成本，增加损耗。采用两级式隔离并网逆变结构进行仿真，建立的仿真框图如下图两级隔离式逆变器仿真图采用逆变，升压，整流，逆变两级式的并网结构将会产生较大的功率损耗，并且器件的增加将会导致整个系统可靠性的降低，而且会增加谐波含量，在相同的条件下谐波分析如下图两级隔离式逆变器仿真频率分析从图中可以看出谐波含量较多，总谐波畸变率已经达到了，远远没有达到并网要求。总结与展望通过前面的对光伏并网逆系统的介绍，和典型光伏逆变器的对比验证，对光伏并网逆变器有了更深层次的理解。由于光伏阵列发出的发出的电压受到天气条件影响比较大，电压波动范围比较大，非隔离性单相桥式逆变器前级采用的升压斩波电路是光伏阵列的电压输入范围明显增加，从而提高了光伏发电系统的效率，经过升压斩波后直接经过逆变器逆变成交流电，省去了工频变压器，提高了系统的效率，减小了系统设计的体积，从而便于安装和运输，除此之外，没有变压器也进步减小了投资成本，解决了小功率光伏发电系统成本高的问题。逆变器采用的电流滞环控制，使优化了逆变输出电流的波形，使其跟随参考电流变化，从而和电网电压的频率相同，相位致，实现单位功率因数输出。随着人们对新能源技术研究的不断加深，国家对新能源技术的投资不断加的，光伏发电将会有着非常光明的前景，小功率光伏发电系统的应用于设计业会越来越成熟，人们对光伏发电系统拓扑结构的研究和开发也会迈上新的台阶。由于本人水平有限，对光伏并网逆变器的研究还处于低级阶段，技术和观点也会有很多的缺陷。本人本着学习探索的目的，对光伏发电系统及光伏并网逆变器进行了对比分析，并重点对于非隔离型单相桥式逆变器进行了仿真，仿真过程不仅是学习过程更是对仿真软件的探索过程，在仿真中遇到很多的困难与不解，只要通过自己的努力这些困难都会被解决。刚开始对于仿真模块非常生疏，经过仔细摸索，慢慢熟悉了基本模块上的功能及连接方式。仿真电路的设计还算顺利，但是往往出现的结果与期望相差很大，关键点在于仿真中器件参数的设置，参数设置不对，即使模型和思路都不错，也不会得出正确的结论，而参数的设置部分需要经过计算的出，还有部分需要建立模型后通过不断地调试得出。这也是仿真的难点所在。光伏发电系统及逆变器的研究发展还有很大的提升空间，我想今后光伏并网逆变器的发展将会向着小型，轻型，低成本方向发展，另外控制系统也会更加完善，输出波形更加完美，谐波和工模电流抑制将更加完善，能过最大限度的利用光能，减少天气条件对发电系统的影响，进