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用于并网光伏系统最大功率点跟踪的二次升压变换器非线性动力学分析

DOI：10.3390/en12010061 期刊：Energies 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 本文在参数空间内研究了光伏供电、高压增益单开关二次升压变换器经并网DC-AC逆变器负载时的非线性动力学特性。采用电阻控制方法设计变换器输入端口控制策略，确保慢时间尺度的稳定性。然而，在PSIM软件中基于全阶电路级开关模型进行的时域仿真表明：在较高辐照度条件下，系统可能在快时间尺度出现不良的次谐波失稳现象。通过推导系统模型并建立闭式表达式，实现了对不同类型参数下次谐波失稳边界的定位。理论结果与数值仿真及实验室样机实验测量高度吻合。所提出的建模方法和获得的研究成果可为太阳能光伏系统的功率调节变换器设计，以及其他类似能量转换系统结构提供重要指导。
作者： Abdelali El Aroudi，Mohamed Al-Numay，Germain Garcia，Khalifa Al Hossani，Naji Al Sayari，Angel Cid-Pastor
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研究概述 实验方案

研究目的

研究光伏供电二次升压变换器与并网逆变器组合系统中的非线性动力学特性和次谐波不稳定性，并建立预测及定位次谐波不稳定边界的方法。

研究成果

光伏系统中的二次升压变换器在高辐照度下可能出现次谐波不稳定现象，所推导的解析表达式能准确预测该现象。实验与仿真结果验证了理论的正确性，为通过基于运行条件调节控制参数来避免失稳提供了设计指导。

研究不足

该研究假设直流-交流逆变器处于准稳态运行，并忽略了一些寄生效应；理论与实验结果之间的差异归因于未建模因素（如电感饱和）。该方法仅适用于单开关转换器，可能无法推广至所有拓扑结构。

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