一种实验型单相光伏并网逆变器的设计与实现

为缓解化石能源危机和优化光伏并网技术,设计并实现了一种实验型单相光伏并网逆变器。以32位单片机STM32F103ZET6为微控制器,采用H6桥式拓扑结构作为逆变主电路。根据实验型单相光伏并网逆变器的组成结构,分别对其内部模块、电路控制系统、检测系统平台进行了研究、设计及制作;对并网逆变器在实验室条件下进行多次测试并研究分析了影响其并网效率的一系列因素。MATLAB仿真结果和实验数据表明:该逆变器可以提高系统动态响应速度,并降低并网电流谐波含量。     

分布式光伏阵列重构拓扑及控制方法

针对光伏系统在实际运行时,阵列受局部阴影遮挡输出功率出现多峰值导致常规最大功率跟踪(MPPT)算法失效,以及低光照度时逆变器额定功率与接入光伏阵列功率不匹配导致运行效率降低这两个问题,将光伏逆变器组群控制和阵列组态优化思想应用到光伏阵列拓扑重构上,提出了一种新的逆变器出力方案和光伏阵列,可任意自由重构开关拓扑,分析了光伏阵列重构开关拓扑的数学模型及约束条件,利用动态聚类控制将光伏阵列进行了自由串并联并接入相应功率等级逆变器中.在Matlab上建立了光伏阵列及逆变器数学模型,并仿真运行了光伏阵列在局部阴影遮挡和低光照度运行条件下的拓扑重构,得到了串并联开关最优矩阵和光伏阵列输出总功率.研究结果表明,分布式光伏阵列重构拓扑极大地提高了光伏系统的输出功率.     

单级式三相光伏并网系统控制技术综述

与两级式光伏并网系统相比,单级式光伏并网系统在效率、成本等技术、经济指标上具有优势,但控制算法复杂。总结了单级式三相光伏并网逆变器拓扑结构的研究现状,包括电压源型逆变器、电流源型逆变器、Z源逆变器及其改进拓扑等,并综述了单级式三相光伏并网逆变器控制技术的研究进展,包括变流控制方法、基本控制结构、先进控制算法以及并网与无功补偿一体化控制研究。最后对单级式三相光伏并网系统控制技术的发展方向进行了展望。     

小型多模式智能逆变器控制方法研究

针对分布式发电的特点,提出一种多端口输入的新型逆变器拓扑结构,可同时接入两路光伏发电单元和一路储能单元,并实现整个系统的模式切换和智能控制,解决了传统户用逆变器工作模式单一的问题,能够满足更多用户的需求。在充分理论研究的基础上,设计出了多端口逆变器的具体电力电子拓扑,并对硬件设计做了大致介绍,详细说明了每个模块的控制策略和各个模块之间的协调控制策略,并给出控制框图。应用Matlab/Simulink对多端口逆变器的拓扑和控制策略进行仿真,对仿真结果进行介绍和分析。搭建5kVA硬件平台,对拓扑以及算法进行验证。最后通过对实验波形的介绍和分析,说明以上理论的正确性和可行性。     

光伏并网逆变器新型拓扑结构研究

提出了一种基于飞跨电容型逆变器结构的新型光伏并网发电系统，可以将电网中性点直接与光伏阵列负母线连接，因此具有零漏电流的结构优点。该逆变器拓扑采用工业中广泛应用的半桥型拓扑结构，采用了一种简单的单极脉宽调制和基于逻辑门的门控脉冲产生方案。此外，由于在每个开关周期内对飞跨电容进行循环充电，所以可选用电容值较低的飞跨电容。现介绍了所提出调制方案的工作原理，并通过仿真试验和对比研究，验证了所提方法和拓扑结构的优越性和有效性。     

一种可并网光伏发电逆变器设计

文中介绍了一种可并网式光伏发电逆变器设计方案,给出了光伏发电系统的组成结构,重点对逆变器的核心前级DC/DC升压器与后级DC/AC变换器的拓扑结构和电路相关参数设计进行了详细分析说明。按照此方法设计了电路,并给出了输出电压波形的仿真结果与相关测量数据。实验结果表明:该系统输出电压技术指标满足并入市电电网的要求,达到了并网的目的。     

光伏反激并网微型逆变器THD性能仿真研究

针对光伏反激并网微型逆变器的输出功率随着太阳能电池输出功率不断地变化,且在逆变器的输出功率比较低时并网输出电流的总谐波失真(THD)指标不能满足并网要求的问题,研究利用PI准谐振控制器对光伏反激并网逆变器进行了并网控制。通过运用状态空间平均法建立了光伏反激并网微型逆变器的数学模型,基于该数学模型建立了仿真模型,对传统的PI控制器与PI准谐振控制器的控制性能进行了仿真分析。研究结果表明,在不同输入电压、负载条件下,采用PI控制器的逆变器输出并网电流的THD较大,不能满足并网要求;而采用PI准谐振控制器时THD均小于5%,能满足并网要求,从而验证了新控制方法的有效性。     

三相LCL型光伏并网逆变器设计

逆变器是光伏发电实现并网的核心元件，其性能直接影响光伏并网发电的稳定性和电能质量。针对LCL型滤波器谐振尖峰，研究分析了6种无源阻尼方法。采用电容支路串电阻法抑制谐振尖峰，设计了基于并网电流反馈无源阻尼的三相LCL型光伏逆变器结构，并对各项参数进行了优化设计。最后，仿真验证了逆变器结构的有效性和参数设计的合理性，为创新港概念厂项目实施光伏发电提供了技术参考和指导。     

一种新型电流源高频链逆变器的研究

电流源高频链逆变技术存在3种拓扑结构,即单管单向﹑单管双向﹑全桥双向电流源高频链逆变器.提出了另一种全新的拓扑结构,即半桥双向电流源高频链逆变器.这种拓扑结构不仅克服了电压源高频链逆变技术固有的电压过冲的缺点,而且具有拓扑结构简单、体积小、使用器件少并能自动实现能量的双向流动等优点.主要阐述了该逆变器的工作原理、工作模式和控制方案.最后通过计算机仿真对这种拓扑结构分别进行验证,并给出实验结果.     

30kW一体式微网光伏储能逆变器拓扑运用研究

随着社会的发展,对电力的需求逐步增加,能源危机、环境污染、智能电网建设以及可再生能源发电建设滞后等因素之间的矛盾,催生出一个新的电力电子解决方案与产品——微网储能系统。微网储能系统通常与光伏结合,是目前比较成熟、可靠、方便的系统解决方案,其中,微网光伏储能逆变器作为关键组成部分,其光伏DC/DC变换器、电池DC/DC变换器、双向并离网DC/AC逆变器的拓扑结构的选择决定系统功能参数与可靠性。通过分析各种拓扑结构优劣势,根据实际需求,选择一套最优化的拓扑结构方案,以此作为类似产品规划设计借鉴。     

一种级联多电平光伏逆变器的Matlab仿真研究

论文讨论一种级联多电平光伏逆变器拓扑,分析了其在载波移相SPWM调制下的工作状况,得出不同调制度下输出电压特性与调制度之间的关系。最后,利用Matlab平台对逆变器建模仿真,验证了理论分析的正确性。     

常见光伏阵列拓扑重构方法综述

针对光伏发电系统中由于环境和光伏系统本身失配造成的输出功率降低问题,将系统拓扑重构技术应用到光伏发电系统中。在应对失配条件时,目前常采用的增加光伏系统输出功率的方法是使用改进的最大功率跟踪方法,然而该类方法已被广泛研究和渐趋成熟,而为了使得光伏系统的输出性能更加优化,对光伏系统拓扑结构的研究已日益受到关注,不同工作环境下对光伏系统的拓扑结构进行重构的方法对于整个光伏系统输出性能的提高有着重大意义。开展了常用光伏阵列拓扑结构重构策略的研究,对其优缺点进行了对比分析,在此基础上,对各种光伏阵列拓扑重构方法进行了评估。研究结果表明,面对不同工作环境时选择合适的光伏阵列拓扑结构,从而可以有效提高光伏阵列的输出特性。     

一种新颖的三相逆变器解耦方法

在对三相逆变器系统的主电路拓扑结构进行了理论分析的基础上,根据三相逆变器的中点电压同逆变桥开关状态相对应这一特性,提出了一种正弦脉宽调制(SPWM)控制的新的四桥臂三相逆变器拓扑结构,该结构通过第4桥臂的多电平输出来控制三相逆变器中点电压,实现了逆变器三相电压的解耦控制.最后采用Matlab进行了仿真实验.实验结果表明,该方法易于实现带不平衡负载、非线性负载等多种情况.     

基于反激拓扑的高效率太阳能微型单级并网逆变器

针对使用中央逆变器及组串式逆变器的光伏发电系统中整体太阳能转换效率不高的缺点,提出了将单个太阳能电池板连接一个小功率的逆变器以组成光伏系统,该系统能够使每个太阳能电池板都工作于最大功率点,针对该系统设计了基于反激拓扑的高效率单级并网逆变器,通过电流峰值控制,将太阳能电池板发出的直流电变换成与电网电压幅值匹配的正弦馒头波,再通过工作于工频状态下的晶闸管桥臂换相成正弦交流电,并人电网,锁相采用过零点检测法,最大功率点跟踪(MPPT)算法采用扰动法,给出了控制框图,并搭建了100 W的实验样机.研究结果表明,基于反激拓扑的单级并网逆变器与单个太阳能电池板组成的光伏系统可以有效地提高整个光伏发电系统的太阳能转换效率.     

光伏发电系统并网运行的控制策略与仿真分析

分析了光伏发电并网系统的结构,建立了光伏电池简化模型,采用降压升压装置和扰动占空比算法跟踪分布式电源的最大功率,对逆变器采用电流电压双环结构的控制策略。搭建了并网运行的系统仿真模型。仿真结果表明:并网逆变器输出的电流和大电网电流同频同相,动态响应快,能够较好地反映三相光伏并网系统运行的特性,具有一定理论价值。     

基于波动低压输入的独立光伏逆变器的设计

针对独立光伏逆变器输入电压较低且波动的问题,提出一种采用双闭环控制策略且抗输入电压扰动的光伏逆变器系统.在阐述其工作原理基础上,对光伏逆变器主要部件进行建模,得到总体数学模型,并举例设计了输入电压为24V、输出为311 V、输出频率为50 Hz、输出功率为6 kW的光伏逆变器.设计中采用极点配置进行控制器参数计算,定量描述了输入电压波动对逆变器跟踪误差的影响.仿真结果表明,设计的逆变器具有稳定性好、抗扰动性强和稳态误差低等特点,其电压变化率为0.03％,输出电压总谐波失真(THD)为1.03％,最高单次谐波含量小于3％,可以满足性能指标要求.所建模型和设计方法具有一定通用性和理论指导意义,可用于特殊光伏发电领域中大功率光伏逆变器的研究与设计.     

基于DSP的3kW单相光伏并网逆变器设计

基于光伏并网逆变器的基本原理和拓扑结构,提出一种基于DSP的3 k W非隔离型光伏并网逆变器的设计。通过理论分析和计算,进行电路元件参数的设计,包括主电路参数、检测和保护电路、驱动电路的设计。搭建3 k W实验样机一台,样机实验表明,该设计方案满足了逆变器的设计要求,能够实现安全、可靠并网运行,输出电流具有较低的谐波含量。     

一种基于SHE-PWM控制法的单相光伏逆变器设计与研究

设计了单相光伏发电并网逆变器的结构,并采用基于SHE-PWM控制法控制的单相全桥逆变方案,分析计算了SHE-PWM控制法的开关控制角度。通过在MATLAB/Simulink中的仿真可以看出,该逆变器和SHE-PWM控制法能够满足光伏发电单相并网的要求,可以在工程中应用。     

基于电网电压定向的三相光伏并网逆变器并网控制策略研究

针对三相光伏并网逆变器系统稳定性及谐波抑制的问题,对基于电网电压定向的三相光伏并网逆变器双环控制策略进行了研究。在介绍SVPWM并网策略的思想和原理的基础上,建立了光伏并网系统的数学模型,并逐步实现了双环控制的设计,给出了各参数的详细设计过程,利用Matlab/Simulink对所提出的双环控制策略进行了仿真;并搭建了硬件平台,对整个控制系统进行了实验。研究结果表明,该系统能够稳定可靠的运行,并网电流质量达到国家并网标准,可以实现安全并网。     

三电平NPC逆变器中点电位平衡控制研究

介绍了三电平中点箝位型(NPC)逆变器的拓扑结构,分析了空间矢量脉宽调制(SVPWM)的基本原理.针对直流侧电压平衡控制问题,研究了基于中点电荷预估控制的平衡控制策略,并基于MATLAB进行了仿真研究.仿真结果验证了该方法的有效性.