高效率、長壽命併網光伏微型逆變器關鍵技術研究

《高效率、長壽命併網光伏微型逆變器關鍵技術研究》是依託南京航空航天大學，由胡海兵擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：高效率、長壽命併網光伏微型逆變器關鍵技術研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：胡海兵
• 依託單位：南京航空航天大學

項目摘要

直接集成在太陽能電池板的微型逆變器具有擴展性好、安裝簡單、不存在高壓直流和能最大限度利用太陽能電池的轉換能量等優點，特別適合光照和安裝環境複雜、安全要求高的民用住宅、商業建築和太陽能建築一體化等套用場合。但是目前微型逆變器短壽命、低效率和高成本的缺點已成為大範圍推廣套用的主要技術障礙。本申請項目針對這些關鍵問題提出相應解決方法：（1）提出在微型逆變器交流側實現功率解耦的方案，從根本上去掉影響微型逆變器壽命的電解電容；（2）提出變結構LLC諧振變換器推演方法，拓寬了高效率、高功率密度LLC變換器在寬電壓輸入範圍場合中的套用，並建立精確模型及其最佳化設計方法，提高了微型逆變器前級DC-DC的效率和功率密度；（3）提出DC-AC拓撲的控制型軟開關形成規律，進一步提高了後級DC-AC的效率並降低成本。研究成果將為長壽命、高效率、低成本併網光伏微型逆變器的實用化和大規模推廣作出實質性貢獻。

結題摘要

微型逆變器具有擴展性好、安裝簡單、易於實現最大限度光照能量轉換，是未來分散式發電併網核心關鍵部件，但是微型逆變器的高成本、低效率和短壽命是制約其大面積推廣的關鍵制約因素。為了克服這些技術障礙，本項目針對上述問題展開相關研究。針對高成本和低效率問題，本項目對高效率、高功率密度的LLC諧振變換器從最佳化設計和拓撲兩方面進行研究。鑒於LLC諧振變換器傳統設計方法的誤差大，採用基於模態分析的數值計算方法來精確設計和最佳化參數，以滿足光伏系統的寬範圍、高效率的套用，同時對DC-AC逆變.器提出了臨界連續的模式實現控制型軟開關，變換效率達到98.6%，節約了成本。為了減少微型逆變器的儲能電容量，結合拓撲結構，採用功率解耦的方法減少電容量，實現了長壽命薄膜電容的套用。本項目的研究為微型逆變器的產業化奠定一定技術基礎。