论文部分内容阅读
煤、石油等传统不可再生能源不仅储量少、难以循环利用,而且会严重污染环境,不符合当今绿色发展的时代主题,所以,光能、风能等储量充沛、不污染环境的可再生新能源被广泛运用于发电场合。但新能源发电具有不连续、不稳定的问题,而通过新能源联合供电的分布式发电系统可以有效解决。因此,探究性能优良的新能源联合供电的分布式发电系统已成为电力电子学和新能源发电技术的研究热点,具有重要的理论价值与应用价值。本文在比较了传统两级分布式发电系统的优缺点后,分析研究了串联同时供电反激直流斩波器型单级多输入分布式发电系统,并对构成其电路拓扑、能量管理控制策略、稳态原理特性、主要电路参数设计等关键技术进行深入的理论分析、仿真与实验研究,获得了重要结论。分析研究了串联同时供电反激直流斩波器型单级多输入分布式发电系统的电路结构,其是由串联同时供电反激直流斩波器型单级多输入逆变器与储能元件充放电变换器在交流输出侧并接构成,前者是由多路串联同时选择功率开关电路、组合式双向反激直流斩波器、输出滤波电容依序级联构成,后者相当于一个单级双向全桥Buck型高频环节整流器/逆变器。分析研究了串联同时供电反激直流斩波器型单级多输入分布式发电系统的具有储能元件双向充放电变换器输出电压独立控制环路的多输入源最大功率输出能量管理控制策略,包括单级多输入逆变器的最大功率输出能量管理SPWM控制环路和双向充放电变换器的类整流单极性移相控制环路,该控制策略可实现多路输入源最大功率输出、输出电压连续稳定与三种供电模式平滑无缝切换。分析了串联同时供电反激直流斩波器型单级多输入分布式发电系统的高频开关过程,单级多输入逆变器的低频稳态原理、占空比表达式及外特性关系,并对输入输出滤波器、箝位电容、储能式变压器、高频变压器等关键电路参数进行推导。设计了1kVA 80-110VDC/220V50HzAC串联同时供电反激直流斩波器型单级多输入分布式发电系统,系统Psim仿真与实验结果证实了该分布式发电系统的可行性和先进性,其具有电路结构简洁、多输入源-储能元件-交流负载之间电气隔离、占空比灵活可调、输出电压THD小、带载能力强、三种不同供电模式平滑切换等优点,为分布式发电系统提供了一种有效的新方法。