新能源多輸入逆變器

目錄
前言
第1章 新能源多輸入逆變器的現(xiàn)狀與發(fā)展 1
1.1 概述 1
1.1.1 分布式能源系統(tǒng) 1
1.1.2 新能源多輸入逆變器 2
1.2 新能源多輸入逆變器的現(xiàn)狀與發(fā)展 5
1.2.1 傳統(tǒng)直流變換器型兩級(jí)多輸入逆變器 5
1.2.2 新穎的直流變換器型兩級(jí)多輸入逆變器 6
1.2.3 多輸入直流變換器型準(zhǔn)單級(jí)多輸入逆變器 12
1.2.4 單級(jí)多輸入逆變器 16
1.3 新能源多輸入逆變器的發(fā)展趨勢(shì) 27
參考文獻(xiàn) 27
第2章 新穎的直流變換器型兩級(jí)多輸入逆變器 29
2.1 概述 29
2.2 新穎的直流變換器型兩級(jí)多輸入逆變器電路結(jié)構(gòu)與拓?fù)渥?29
2.2.1 電路結(jié)構(gòu)與拓?fù)渥?29
2.2.2 分布式發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成 36
2.3 新穎的Boost直流變換器型兩級(jí)多輸入逆變器能量管理控制策略 37
2.3.1 能量管理模式 37
2.3.2 能量管理控制策略 38
2.4 新穎的Boost直流變換器型兩級(jí)多輸入逆變器的原理特性 42
2.4.1 高頻開(kāi)關(guān)過(guò)程分析 42
2.4.2 Boost型多輸入直流變換器的外特性 48
2.4.3 啟動(dòng)時(shí)儲(chǔ)能電感的磁飽和抑制 50
2.5 新穎的Boost直流變換器型兩級(jí)多輸入逆變器關(guān)鍵電路參數(shù)設(shè)計(jì) 52
2.5.1 高頻變壓器匝比 52
2.5.2 輸入濾波電容 52
2.5.3 儲(chǔ)能電感 52
2.5.4 直流母線(xiàn)濾波電容 53
2.5.5 鉗位電容 53
2.6 1kV A新穎的Boost直流變換器型兩級(jí)多輸入逆變器樣機(jī)實(shí)驗(yàn) 53
2.6.1 樣機(jī)構(gòu)成 53
2.6.2 樣機(jī)實(shí)驗(yàn) 55
參考文獻(xiàn) 64
第3章 直流變換器型準(zhǔn)單級(jí)多輸入逆變器 65
3.1 概述 65
3.2 直流變換器型準(zhǔn)單級(jí)多輸入逆變器電路結(jié)構(gòu)與拓?fù)渥?65
3.2.1 Buck型電路結(jié)構(gòu)與拓?fù)渥?65
3.2.2 Buck-Boost型電路結(jié)構(gòu)與拓?fù)渥?68
3.2.3 分布式發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成 71
3.3 直流變換器型準(zhǔn)單級(jí)多輸入逆變器的能量管理控制策略 72
3.3.1 能量管理控制策略 72
3.3.2 動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)過(guò)程分析 73
3.4 直流變換器型準(zhǔn)單級(jí)多輸入逆變器的原理特性 73
3.4.1 高頻開(kāi)關(guān)過(guò)程分析 73
3.4.2 整流二極管關(guān)斷電壓尖峰抑制 76
3.5 直流變換器型準(zhǔn)單級(jí)多輸入逆變器的關(guān)鍵電路參數(shù)設(shè)計(jì) 76
3.5.1 控制環(huán)路設(shè)計(jì) 76
3.5.2 關(guān)鍵電路參數(shù)設(shè)計(jì) 84
3.6 3kW直流變換器型準(zhǔn)單級(jí)多輸入逆變器樣機(jī)實(shí)驗(yàn) 84
3.6.1 樣機(jī)實(shí)例 84
3.6.2 樣機(jī)實(shí)驗(yàn) 85
參考文獻(xiàn) 87
第4章 外置并聯(lián)分時(shí)選擇開(kāi)關(guān)供電型單級(jí)多輸入逆變器 89
4.1 概述 89
4.2 外置并聯(lián)分時(shí)選擇開(kāi)關(guān)供電型單級(jí)多輸入逆變器電路結(jié)構(gòu)與拓?fù)渥?89
4.2.1 Buck型電路結(jié)構(gòu)與拓?fù)渥?89
4.2.2 Buck-Boost型電路結(jié)構(gòu)與拓?fù)渥?96
4.3 外置并聯(lián)分時(shí)選擇開(kāi)關(guān)供電型單級(jí)多輸入分布式發(fā)電系統(tǒng)能量管理控制策略 99
4.3.1 能量管理控制策略 99
4.3.2 三種供電模式 101
4.3.3 輸出電壓的穩(wěn)定和不同供電模式的平滑切換 102
4.4 外置并聯(lián)分時(shí)選擇開(kāi)關(guān)供電型多輸入分布式發(fā)電系統(tǒng)原理特性 103
4.4.1 高頻開(kāi)關(guān)過(guò)程分析 103
4.4.2 多路占空比的推導(dǎo)與外特性 112
4.4.3 關(guān)鍵問(wèn)題討論 115
4.5 外置并聯(lián)分時(shí)選擇開(kāi)關(guān)供電型單級(jí)多輸入分布式發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵電路參數(shù)設(shè)計(jì) 118
4.5.1 控制環(huán)路設(shè)計(jì) 118
4.5.2 關(guān)鍵電路參數(shù)設(shè)計(jì) 124
參考文獻(xiàn) 128
第5章 內(nèi)置并聯(lián)分時(shí)選擇開(kāi)關(guān)供電型單級(jí)多輸入逆變器 130
5.1 概述 130
5.2 內(nèi)置并聯(lián)分時(shí)選擇開(kāi)關(guān)供電型單級(jí)多輸入逆變器電路結(jié)構(gòu)與拓?fù)渥?130
5.2.1 Buck型電路結(jié)構(gòu)與拓?fù)渥?130
5.2.2 Buck-Boost型電路結(jié)構(gòu)與拓?fù)渥?134
5.2.3 分布式發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成 134
5.3 內(nèi)置并聯(lián)分時(shí)選擇開(kāi)關(guān)供電型單級(jí)多輸入逆變器能量管理控制策略 137
5.3.1 兩種能量管理模式 137
5.3.2 *大功率輸出能量管理SPWM控制策略 137
5.4 內(nèi)置并聯(lián)分時(shí)選擇開(kāi)關(guān)供電型單級(jí)多輸入逆變器原理特性 139
5.4.1 高頻開(kāi)關(guān)過(guò)程分析 139
5.4.2 選擇開(kāi)關(guān)關(guān)斷電壓尖峰抑制 143
5.5 內(nèi)置并聯(lián)分時(shí)選擇開(kāi)關(guān)供電型單級(jí)多輸入逆變器關(guān)鍵電路參數(shù)設(shè)計(jì) 144
5.5.1 輸出濾波電感和變壓器繞組電流 144
5.5.2 功率開(kāi)關(guān)電壓和電流應(yīng)力 146
5.6 3kW內(nèi)置并聯(lián)分時(shí)選擇開(kāi)關(guān)供電型單級(jí)多輸入逆變器仿真分析 148
5.6.1 穩(wěn)態(tài)仿真 148
5.6.2 動(dòng)態(tài)仿真 148
參考文獻(xiàn) 151
第6章 并聯(lián)分時(shí)選擇開(kāi)關(guān)直流斬波器型單級(jí)多輸入逆變器 153
6.1 概述 153
6.2 并聯(lián)分時(shí)選擇開(kāi)關(guān)直流斬波器型單級(jí)多輸入逆變器電路結(jié)構(gòu)與拓?fù)渥?153
6.2.1 Buck型電路結(jié)構(gòu)與拓?fù)渥?153
6.2.2 Buck-Boost型電路結(jié)構(gòu)與拓?fù)渥?155
6.2.3 分布式發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成 156
6.3 并聯(lián)分時(shí)選擇開(kāi)關(guān)直流斬波器型單級(jí)多輸入逆變器能量管理控制策略 157
6.3.1 兩種能量管理模式 157
6.3.2 *大功率輸出能量管理SPWM控制策略 157
6.4 并聯(lián)分時(shí)選擇開(kāi)關(guān)直流斬波器型單級(jí)多輸入逆變器原理特性 160
6.4.1 正向傳遞功率時(shí)的高頻開(kāi)關(guān)過(guò)程 160
6.4.2 反向傳遞功率時(shí)的高頻開(kāi)關(guān)過(guò)程 162
6.5 并聯(lián)分時(shí)選擇開(kāi)關(guān)直流斬波器型單級(jí)多輸入逆變器關(guān)鍵電路參數(shù)設(shè)計(jì) 164
6.5.1 高頻變壓器匝比 164
6.5.2 功率開(kāi)關(guān)電壓和電流應(yīng)力 165
6.6 3kW并聯(lián)分時(shí)選擇開(kāi)關(guān)直流斬波器型單級(jí)多輸入逆變器仿真 167
6.6.1 設(shè)計(jì)實(shí)例 167
6.6.2 仿真分析 167
參考文獻(xiàn) 172
第7章 串聯(lián)同時(shí)選擇開(kāi)關(guān)Buck直流斬波器型單級(jí)多輸入逆變器 173
7.1 概述 173
7.2 串聯(lián)同時(shí)選擇開(kāi)關(guān)Buck直流斬波器型單級(jí)多輸入逆變器電路結(jié)構(gòu)與拓?fù)渥?173
7.2.1 電路結(jié)構(gòu) 173
7.2.2 電路拓?fù)渥?174
7.2.3 分布式發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成 176
7.3 串聯(lián)同時(shí)選擇開(kāi)關(guān)Buck直流斬波器型單級(jí)多輸入逆變器能量管理控制策略 177
7.3.1 兩種能量管理模式 177
7.3.2 能量管理控制策略 177
7.4 串聯(lián)同時(shí)選擇開(kāi)關(guān)Buck直流斬波器型單級(jí)多輸入逆變器原理特性 179
7.4.1 uo＞0、iLf＞0時(shí)高頻開(kāi)關(guān)過(guò)程分析 179
7.4.2 uo＞0、iLf＜0時(shí)高頻開(kāi)關(guān)過(guò)程分析 184
7.5 串聯(lián)同時(shí)選擇開(kāi)關(guān)Buck直流斬波器型單級(jí)多輸入逆變器關(guān)鍵電路參數(shù)設(shè)計(jì) 187
7.5.1 輸入源共模干擾及抑制 187
7.5.2 功率開(kāi)關(guān)電壓應(yīng)力 187
7.6 3kVA串聯(lián)同時(shí)選擇開(kāi)關(guān)Buck直流斬波器型單級(jí)多輸入逆變器樣機(jī)實(shí)驗(yàn) 189
7.6.1 樣機(jī)實(shí)例 189
7.6.2 樣機(jī)實(shí)驗(yàn) 189
參考文獻(xiàn) 192
第8章 串聯(lián)同時(shí)選擇開(kāi)關(guān)Buck-Boost直流斬波器型單級(jí)多輸入逆變器 193
8.1 概述 193
8.2 串聯(lián)同時(shí)選擇開(kāi)關(guān)Buck-Boost直流斬波器型單級(jí)多輸入逆變器電路結(jié)構(gòu)與拓?fù)渥?193
8.2.1 電路結(jié)構(gòu) 193
8.2.2 電路拓?fù)渥?196
8.2.3 分布式發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成 196
8.3 串聯(lián)同時(shí)選擇開(kāi)關(guān)Buck-Boost直流斬波器型單級(jí)多輸入逆變器能量管理控制策略 197
8.3.1 兩種能量管理模式 197
8.3.2 主從功率分配能量管理控制策略 197
8.4 串聯(lián)同時(shí)選擇開(kāi)關(guān)Buck-Boost直流斬波器型單級(jí)多輸入逆變器原理特性 199
8.4.1 一個(gè)低頻輸出周期內(nèi)的穩(wěn)態(tài)原理 199
8.4.2 高頻開(kāi)關(guān)過(guò)程分析 201
8.4.3 輸出外特性 206
8.5 串聯(lián)同時(shí)選擇開(kāi)關(guān)Buck-Boost直流斬波器型單級(jí)多輸入逆變器關(guān)鍵電路參數(shù)設(shè)計(jì) 211
8.5.1 儲(chǔ)能式變壓器匝比 211
8.5.2 功率開(kāi)關(guān)電壓和電流應(yīng)力 211
參考文獻(xiàn) 215
第9章 多繞組同時(shí)供電Boost型單級(jí)多輸入逆變器 216
9.1 概述 216
9.2 多繞組同時(shí)供電Boost型單級(jí)多輸入逆變器電路結(jié)構(gòu)與拓?fù)渥?216
9.2.1 電路結(jié)構(gòu) 216
9.2.2 電路拓?fù)渥?222
9.2.3 分布式發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成 222
9.3 多繞組同時(shí)供電Boost型單級(jí)多輸入逆變器能量管理控制策略 223
9.3.1 能量管理控制策略 223
9.3.2 供電模式 226
9.4 多繞組同時(shí)供電Boost型單級(jí)多輸入高頻環(huán)節(jié)逆變器原理特性 226
9.4.1 低頻輸出周期內(nèi)的穩(wěn)態(tài)原理 226
9.4.2 高頻開(kāi)關(guān)過(guò)程分析 230
9.4.3 多路占空比推導(dǎo)及外特性 246
9.4.4 儲(chǔ)能電感電流限定值討論 248
9.5 多繞組同時(shí)供電Boost型單級(jí)多輸入逆變器關(guān)鍵電路參數(shù)設(shè)計(jì) 249
9.5.1 控制環(huán)路設(shè)計(jì) 249
9.5.2 關(guān)鍵電路參數(shù)設(shè)計(jì) 251
參考文獻(xiàn) 252
第10章 新能源單級(jí)多輸入分布式發(fā)電系統(tǒng)的研制 253
10.1 概述 253
10.2 3kVA并聯(lián)分時(shí)供電Buck型單級(jí)多輸入分布式發(fā)電系統(tǒng)研制 253
10.2.1 系統(tǒng)構(gòu)成與功率電路 253
10.2.2 控制電路 254
10.2.3 功率電路參數(shù)設(shè)計(jì)與選取 256
10.2.4 樣機(jī)實(shí)驗(yàn) 261
10.3 1kVA串聯(lián)同時(shí)供電Buck-Boost型單級(jí)多輸入分布式發(fā)電系統(tǒng)研制 271
10.3.1 系統(tǒng)構(gòu)成與功率電路 271
10.3.2 控制電路 272
10.3.3 機(jī)內(nèi)輔助電源 275
10.3.4 功率電路參數(shù)設(shè)計(jì)與選取 275
10.3.5 樣機(jī)實(shí)驗(yàn) 278
10.4 3kW多繞組同時(shí)供電Boost型單級(jí)多輸入分布式發(fā)電系統(tǒng)研制 280
10.4.1 系統(tǒng)構(gòu)成與功率電路 280
10.4.2 控制電路 281
10.4.3 功率電路參數(shù)設(shè)計(jì)與選取 284
10.4.4 樣機(jī)實(shí)驗(yàn) 288
參考文獻(xiàn) 290