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摘 要

光伏发电系统主要由太阳电池板、控制器和逆变器三个部分组成，通过将太阳能电池进行串联封装成太阳电池组串，得到直流电压后接逆变器实现并网发电。

本文介绍了当前能源危机形势下光伏产业的发展状况，分析了今后光伏发电系统的发展趋势，并对国内外光伏逆变器的研究方向、现状进行了简单对比。

作为整个系统最核心的部分，直接决定了能源的利用效率和电能的质量。文章将首先介绍几个基础的电路以及各自特点，再做合理假设，将正反激电路的拓扑结合起来，以期达到优劣互补的目的。接着对比了几种磁复位和箝位技术的优缺点，作为主电路具体设计的参考。最终得到的基于正反激变换器的逆变器，主开关管信号采用单极性SPWM控制，输入35V DC，输出220V AC，功率500W。同时引入了有源箝位技术，可以使占空比大于0.5且可以实现软开关，减少开关损耗，提高系统效率。

关键词： 光伏发电 正反激变换器 逆变电路 Saber仿真

Design and Simulation for photovoltaic inverter based on forward flyback converter

Abstract

Photovoltaic power generation is a technology that converts light energy into electric energy by using the photovoltaic effect of semiconductor interface. Mainly composed of solar panels (components), controllers and inverters three major components, the main components of the electronic components. After the solar battery is connected in series, a large area solar cell module can be formed, and a photovoltaic power generation device can be matched with the power controller and the like.

Photovoltaic power generation system as a distributed power supply, not only without geographical restrictions, resources, non polluting, flexible, and can save the traditional power transmission lines, reduce maintenance costs. Large-scale distributed power grid will have a great impact on power grid, so the power system failure, distributed power supply immediately exit, thus limiting the use of new energy power generation system. The concept of microgrid can effectively solve the contradiction between the power system and the distributed power supply, and integrate the advantages of distributed generation, and give full play to the economic benefits of the distributed power supply.

Inverter is the most important part of the whole system, which directly determines the efficiency of energy utilization and the quality of electric energy. Main switch tube signal using SPWM control, to achieve the input DC 35V, output AC 220V, power 500W power indicators. Also introduced the active clamp technique, can make the duty ratio is greater than 0.5, and can achieve soft switching, reduce the switching loss, improve the efficiency of the system.

The design of the inverter circuit, the calculation of the parameters of the components, the control signal is given a higher request, this paper uses the Saber software to complete the simulation, verify the feasibility of the inverter.

Key words: Photovoltaic power forward-fly back converter Saber

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章：绪论 1

1.1研究背景 1

1.2光伏逆变器研究现状与发展趋势 2

1.2.2组串型逆变器 2

1.2.3微型逆变器 3

1.3国内外发展现状 4

1.4设计技术指标 5

第二章：主要电路的工作原理 6

2.1 单端正激变换器 6

2.2单端反激变换器 7

2.3常用的磁复位技术 8

2.3.1采用复位绕组方式 8

2.3.2 RCD箝位技术 9

2.3.3 有源箝位技术 9

2.3.4谐振复位方式 11

2.3.5采用二极管构造磁复位通路方式 11

2.4两种有源箝位正激拓扑的原理与比较 12

2.4.2高边源箝位正激变换器 15

2.4.3低边和高边钳位的对比 15

2.5有源钳位软开关正反激逆变器 16

2.5.1 整流部分工作原理与模态图 17

2.5.2主要参数计算 21

第三章：驱动电路与控制信号的给定 22

3.1 PWM控制技术 22

3. 2生成PWM波形的方法 22

3.2.1调制法 22

3.2.2跟踪控制法 22

3.3单极性与双极性PWM控制方式 23

3.3.1单极性PWM控制方式 23

3.3.2双极性PWM控制方式 23

3.3.3两种方式的对比 24

3.4控制策略及其框图设计 24

第四章 saber仿真分析 26

4.1仿真电路搭建 26

4.1.1主电路电路 26

4.1.2主开关管控制电路搭建 26

4.1.3逆变电路开关管控制电路搭建 27

4.2仿真结果分析 27

4.2.1输出电压，电流波形图 27

4.2.2主开关管电压应力波形 27

4.2.3正反激绕组电压波形 28

4.3本章小结 28

参考文献 29

致谢 30

第一章：绪论

1.1研究背景

人类社会经济在百年间飞速发展，对能源的需求量与日俱增，与此同时严重的环境污染，气候变化以及经济危机也困扰着世界各国。化石能源如煤炭，石油，天然气等随着人类的疯狂开采已经逐渐枯竭，核电虽然效率高，也较为清洁，但类似切尔诺贝利和福岛发生的重大和核事故带给民众的恐慌与不安使得其很难成为现阶段能源结构的支柱，水力、风力发电的巨大投资以及对生态环境消极影响都制约了所在行业的进一步发展，只有太阳能作为取之不尽，用之不竭的清洁能源，将太阳能通过光伏设备转换成电能用于取暖，照明，工业生产等可以有效减少化石燃料的使用，保护生态环境的同时推动电力系统的进步。

统计表明，中国的能源消费总量连续多年都居于世界前列，2001-2006年间，每年的一次能源消费比重均高于90%，清洁能源的利用率非常低，只占总量的极少部分。其中石油消费增长最快，将近一半的需求缺口要通过进口来填补，这一数据在2006年就已经达到了百分之50。另外，中国依然是全球最大的煤炭生产与消费国，煤炭消费占总能源消耗的比例常年维持在百分之65以上。落后的开采、生产工艺使得煤炭产品的附加值非常低，但由此带来的二氧化碳，二氧化硫等温室气体的超标排放，产能过剩却越来越严重。

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