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基于LLC谐振半桥的单相光伏并网系统研究
资料介绍
太阳能是公认的最有发展前途的新能源，具有储量大、经济和清洁环保等优点，因此开展太阳能光伏发电并网系统的研究具有重要的理论和现实意义。并网逆变器单元的控制是太阳能光伏发电一个重要的环节，直接影响到发电系统的经济性和可靠性，因此提高光伏并网逆变器的工作性能成为近年研究的热点。
目前单相光伏并网过程中往往存在能量利用率低和电流谐波量大的缺陷，且逆变器体积较大，价格昂贵。近年来，新型光伏发电系统对整机的体积、重量及效率提出了更高的要求。电力电子控制装置的高频化在实现装置小型化的同时，也增加了开关器件的损耗，并给外界环境带来了电磁干扰等问题。户用光伏系统安装在住宅区，过强的电磁干扰也直接影响了居民的正常生活。在光伏发电控制系统中引入软开关技术是解决问题的一条有效途径。软开关技术通过实现开关器件零电压或零电流的开通或关断来降低开关损耗和减小电压电流的变化率，进而减少电磁干扰。本文在分析了国际国内光伏发电产业的发展状况与趋势及光伏发电并网系统研究现状的基础上，围绕着软开关技术LLC谐振半桥的单相光伏发电系统进行研究。
本文首先，分析了光伏电池的工作原理以及输出特性，对几种常用的最大功率点跟踪(MPPT)方法进行了分析比较，对本课题所采用的最优梯度法进行了推导。其次，对LLC谐振电路和单相全桥逆变电路的工作原理与拓扑结构进行了详细分析研究，并在PSIM的系统仿真平台上，建立了基于软开关技术LLC谐振电路的单相并网逆变器实验电路模型，比较分析了与传统Boost电路下的实验仿真结果，并设计了相应的硬件电路。最后，构成了以C8051F120单片机为核心的控制芯片的单相光伏发电并网系统的硬件平台，再结合软件系统的控制，实现了单相光伏发电并网系统的基本功能。实验结果表明本文所介绍的控制方案的可行性和有效性。
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