1. 研究目的与意义（文献综述）

随着电力电子技术的不断进步，经过电力电子变换处理后再供用户使用的电能占全国总发电量的百分比的高低，已成为衡量一个国家技术进步的主要依据之一，电力电子技术也已成为21世纪推动人类社会发展的关键技术之一。随着电力电子设备在国民经济各领域中的广泛应用，用户对于电力电子设备的可靠性的要求日益迫切，但与其脆弱特性之间的矛盾日益尖锐。在新能源发电不断发展的今天，尤其在风能、太阳能等新能源发电领域，大部分运行问题都是由于实现电能变换及并网外送的关键设备—电力电子设备可靠性低而引起的。所以研究并有效解决电力电子设备的低可靠性问题能够给新技术的应用推广和国民经济的发展有巨大的作用。

以单相逆变器或整流器来说，交流侧（直流侧）与直流侧（交流侧）之间的瞬时功率不平衡，均会将交流侧含有的二倍工频脉动功率和无功功率辐射到直流侧形成二倍工频纹波和高次谐波电流，对单相变换器的安全、稳定和可靠运行带来巨大的威胁。在燃料电池逆变系统中，直流侧谐波会导致燃料电池自身输出特性出现迟滞现象，严重威胁燃料电池的安全稳定运行，与此同时，直流电流中二倍工频的低频纹波电流分量还会导致燃料电池释放能量过程中化学反应不充分，降低了燃料电池供电效率，二倍交流工频的低频纹波电流分量也会加速燃料电池内部质子交换膜的碳化降解，当燃料电池输出的二倍工频低频纹波电流分量的幅度超过输出平均电流的4 ％时，燃料电池供电系统还将受到耐用性大幅降低和使用寿命急剧缩短的危害。在光伏逆变系统中，该二倍低频纹波电流分量将引起光伏阵列输出能量的波动，影响光伏逆变系统的最大功率点追踪，从而降低了电能变换系统的能量转化效率。在led驱动的应用中，该二倍低频纹波电流将引起频闪现象，同时还可能会缩短led驱动使用寿命。在电动汽车系统中，该低频纹波将会对系统中昂贵而重要的蓄电池组造成不良影响。

为了保护直流侧不受到交流侧脉动功率的影响，一般会使用电解电容实现功率解耦。由于电解电容容量大、功率密度高、成本较低，电解电容被广泛应用于单相变换器（整流器或逆变器）中缓冲能量来平衡交流侧与直流侧瞬时功率，在一定程度上缓冲变换器交直流瞬时功率不平衡的平波作用，滤除开关频率及其边带频率成分的滤波功能，滤除逆变器阻感、阻容或者非线性负载带来的谐波电流的滤波功能；但同时也给电解电容引入了谐波电流，又由于电解电容能量利用率低，所需要容值较大，并且esr大，导致流过低频纹波电流时，损耗和温升大，可靠性低，因此使用电解电容限制了单相变换器的可靠性。同时，电力变换器在新能源领域中应用环境越来越复杂和恶劣，由于电解电容的故障导致的系统的停运，会给国民生活和经济带来巨大的损失。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究基本内容

本次设计任务主要是两个部分，第一是设计1kw单相光伏并网逆变器电路，并使用仿真软件完成系统的仿真验证，第二是选择合适的功率解耦模块，完成功率器件的选型和损耗计算，并设计功率解耦模块硬件电路，最后综合起来搭建整个系统平台，并完成相关实验验证。

2.2研究的技术方案及措施

3. 研究计划与安排

1-2周，查阅资料，外文翻译，完成开题答辩；

3-5周，掌握功率解耦模块原理、功率器件的选型和损耗计算方法；

6-7周，掌握相关仿真软件使用方法，并完成系统的仿真验证；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 陈坚. 电力电子学—电力电子变换和控制技术. 北京：高等教育出版社，2002.

[2] 刘邦银，段善旭，康勇，单相单级并网光伏发电系统中二次功率扰动的分析与抑制[j]， 太阳能学报,第 29 卷，第 4 期，pp. 407–411 页，2008.

[3]阮新波，王学华，潘冬华，杨东升，李巍巍等. lcl型并网逆变器的控制技术.科学出版社，2015.