新型BoostAC模块式光伏逆变器设计.pdf

第47卷第4期电力电子技术Vo1．47．No．4
2013年4月PowerElectronicsApril2013

新型BoostAC模块式光伏逆变器设计

李琮，李永宁，周迎新
(济南供电公司，山东济南250012)

摘要：随着世界能源危机的到来，光伏发电成为新能源发电中的主流。研究了一种新型BoostAC模块式光伏逆
变器，详细介绍了其工作原理，分析了稳定性。该拓扑结构克服了传统基于Buck型逆变器的诸多缺点，通过控
制可使其交流侧输出电压低于或高于直流侧电压，使整个逆变器结构更紧凑，效率更高。深入研究了该逆变器
正弦脉宽调制(SPWM)控制算法，采用一种新型的电压电流双闭环非线性控制和并联式最大功率点跟踪
(MPPT)实现方法，使系统效率显著提高。最后以DSP和IPM为核心设计了硬件系统，经仿真实验验证该系统
具有优良的性能。
关键词：逆变器；光伏发电；正弦脉宽调制；最大功率点跟踪
中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1000—100X(2013)04—0052—03

DesignofaNovelBoostACModulePVInverter

LICong，LIYong—ning，ZHOUYing—xin
(J／nanPowerSupplyCompany，J／nan250012，China)
Abstract：Withtheenergycrisis，pho~vdtaic(PV)powergenerationbecomesthemainformofthenewenergyexp1．
oitation．AnovelBoostACmodulePVinverterisproposed．TheprincipleoftheBoostinverter，workingmodeandthe

analysisofstabilityaredescribed．ThisPVtopologycangenerateanACoutputvoltagelargerorlowerthantheinput
whichhasmorecompactandeficient．Thesinusoidalpulsewidthmodulation(SPWM)oftheinverterisresearched．Anew
methodisadoptedwhichachievesbothcurrentandvoltagefeedbackloopcontro1．Theparallelconnectionofthemax—
imumpowerpointtracking(MPPT)forPVapplicationsisusedtoincreasethesystemeficiency．Finallyhardwaresystem
basedontheDSPandIPMisdesigned．Simulationandexperimentalresultsshowitsefectiveness．

Keywords：inverter；photovoltaicgeneration；sinusoidalpulsewidthmodulation；maximumpowerpointtracking

1引言2BoostAC模块式逆变器工作原理

太阳能以其资源丰富、可再生、无污染等特2．1Boost逆变器工作原理
点。使光伏发电成为新能源开发中的主流。而光伏传统的光伏逆变器无论是单级式还是双级
逆变器是光伏发电系统中的核心部分。其效率高式，其最大的缺点就是直流电压必须高于交流侧
低、可靠性好坏将直接影响整个系统的性能。输出电压才能正常工作，应用有很大局限性。因此
AC模块逆变器将光电模块和逆变器集成。减提出一种新型电压型逆变器(VSI)拓扑，即Boost
少了光电模块间的功率损耗。容易控制实现两者型逆变器[1]。它可以在一级结构中完成升压、逆变
最佳配合，从而实现MPPT。由于能生产标准模两个功能。具有集成化高、稳定性和输出性能良
块，所以系统扩建简单易行，但电压放大环节会降好、效率高、成本低的特点。其电路拓扑如图la所
低其效率、增加生产成本。因此需要更复杂的电路示，工作原理如图1b所示。
结构。目前AC模块面临的主要困难是设计一种
逆变器。将低压和低输入功率变换到适合电网的
水平，同时要求高效率。此处采用的Boost逆变器
可较好的解决上述问题。

(a)拓扑结构(b)原理

图1Boost型逆变器拓扑结构及原理
定稿日期：2012—09—08
Fig．1TopologyandprincipleoftheBoostinverter
作者简介：李琮(1985一)，男，山东济南人，研究生，研究

方向为新能源和电气试验。模块A．B各为一个双向电流Boost变换器。

52
新型