准Z源型三相并网光伏发电系统控制策略

为解决三相准Z源逆变器光伏并网高性能控制与系统成本之间的矛盾,提出了一种基于准Z源网络拓扑的单变量电导增量最大功率点跟踪算法,仅需检测直流环节的电流就可以实现对光伏电池阵列的最大输出功率跟踪,降低了检测系统成本,提高了跟踪速度。为提高逆变器直流侧电压利用率,降低开关器件的电压应力,采用了三次谐波注入脉宽调制方式。为提高逆变器性能,采用了直流升压和并网逆变两级控制思想、多闭环协调控制策略,其中功率外环通过调节直通占空比实现最大功率点跟踪;直流侧电容电压闭环完成直流母线电压的间接稳压控制和并网有功指令电流生成;电流内环实现对并网电流精确控制。仿真和实验结果证明了控制策略的正确性和可行性。     

一种改进型的光伏并网逆变器

为了提高光伏发电并网的经济性,提出一种改进型的光伏并网逆变器。介绍了该种逆变器的拓扑结构,通过与传统的级联H桥分析比较,指出了该种拓扑结构的优点,并进行最优化设计。以提高并网功率因素和降低损耗为目标,提出了相应的触发方式与控制方法。通过PSCAD/EMTDC仿真验证了该种逆变器在工况下和不平衡状态下能将有效地将有功功率并网传递,且谐波含量较低;在故障时能及时闭锁有效防止了孤岛效应。该种逆变器有较好的经济性和实用性。     

面向欧洲效率增强的在线拓扑可变型光伏发电并网逆变系统

为了在满足并网约束条件的前提下拓展光伏电池的并网发电范围以及提高系统的欧洲效率,以提高光伏并网逆变系统的利用率,提出新的在线拓扑可变型并网逆变技术。通过在级联型多电平逆变器中增加双向切换开关,使其在光伏电池输出电压/功率较低时工作于级联模式,而在输出电压/功率较高时切换为H桥逆变器模式,从而实现只采用单级逆变结构即可获得较宽的并网发电范围和提高逆变器欧洲效率。给出了基于5电平级联型逆变器的在线拓扑可变型并网逆变器的具体结构及详细的实验结果,以验证所提出方案的正确性。     

谐振过渡软开关单相PWM并网逆变器

分析了对小功率光伏并网逆变器拓扑结构的要求,简单介绍了几种典型的并网逆变器的拓扑结构,指出了各个拓扑结构的优缺点、效率和适用场合。给出了一种利用软开关技术的单相全桥并网逆变器的拓扑结构(DC/AC),分析了其工作过程,通过谐振可以实现主功率开关的零电压开通和关断,而且辅助开关和二极管都是零电流开通和关断,大大减小了功率器件的开关损耗,提高了逆变器的效率。最后,介绍了开关器件的选择问题。     

非隔离型光伏并网逆变器软开关技术

非隔离型光伏并网逆变器的电路拓扑技术和市场应用得到了充分发展和广泛普及。该文讨论非隔离型光伏并网逆变器的软开关实现技术的可行性和实现方法,为下一代高功率密度非隔离型光伏并网逆变器打下基础。为此,该文提出一种兼顾直流母线极性和独立零矢量续流结构的并联型双谐振网络的软开关实现架构,取名为"续流谐振腔逆变器"。在新型软开关架构的指引下分别以零电压和零电流两种软开关实现为目标,通过谐振轨迹规划、基本谐振单元和拓扑改造优化等步骤,完成当前市场主流非隔离型光伏并网逆变器拓扑的软开关化升级。同时,讨论了软开关非隔离型光伏并网逆变器的漏电流和非单位功率因数运行等关键技术问题,并给出建议的解决措施。进而挑选ZVT-Heric和ZCT-Heric为例搭建了3kW功率等级实验样机,进行了原理验证。最后总结分析了软开关非隔离型光伏并网逆变器的技术特点和面临的挑战。     

适用于微电网的软开关型高效光伏并网微型逆变器

针对光伏并网小功率逆变器应用场合,提出一种能实现软开关的两级式微型逆变器,其前级采用有源箝位正反激变换器电路,通过箝位电路实现主开关管漏源极电压箝位,利用漏感电流为主开关管结电容放电实现零电压开通;后级采用基于临界电流连续控制的传统单相全桥逆变器,通过控制电感电流双向流动,实现开关管的零电压开通。搭建的250 W并网逆变器样机验证了所提方案的可行性和正确性。结果表明基于软开关控制方式的微型逆变器能大大提高效率,适用于微电网中光伏并网微型逆变器等功率较小的应用场合。     

一种基于交流侧功率解耦的无电解电容光伏逆变器研究

提出一种交流侧并联功率解耦电路的无电解电容光伏逆变器。该光伏逆变器主电路采用电压型H桥,功率解耦电路采用一种七开关双向变换器结构,并联在逆变器交流输出侧。H桥变换器采用电流滞环控制以实现交流并网,功率解耦电路采用基于脉冲能量的控制方式,即根据每个开关周期需要解耦的能量大小计算功率开关的占空比。功率解耦电路采用峰值电流控制,从而加大解耦电容上电压纹波,降低解耦电容器容值,以实现无电解电容的目的。分析了并联功率解耦电路的四个工作模式,讨论了解耦电感和电容的参数设计。建立了提出的无电解电容光伏逆变器的Matlab仿真模型以验证其有效性。仿真结果表明,提出的功率解耦电路解耦电容的容值降低到几十μF,可实现无电解电容器的光伏逆变器,从而延长光伏逆变器的使用寿命。     

光伏并网逆变器最大功率传输控制研究

建立了光伏并网逆变器的EL功率模型。基于EL功率模型和无源控制理论,通过光伏阵列MPPT的最大功率计算光伏并网逆变器期望最大输出功率,利用阻尼注入方法设计了光伏并网逆变器无源功率控制器。该无源功率控制器可使光伏并网逆变器输出功率有效跟踪光伏阵列最大功率点的功率,进而实现最大功率传输;同时可实现网侧单位功率因数、电流低谐波。仿真及实验结果表明基于EL功率模型的无源功率控制器可实现光伏并网逆变器最大功率传输。     

单相中功率光伏并网逆变器的设计

介绍了光伏并网逆变器基本原理,设计了基于DSP控制器的光伏并网逆变器控制板,提出了功率外环电流内环串级光伏并网逆变控制策略。就并网逆变器涉及的最大功率点跟踪算法采用了变步长寻优算法。通过1.5kW光伏组件测试实验,说明此光伏并网逆变器的设计是可行的。     

国际

正国际逆变器主要标准根据使用场合的不同,光伏逆变器可分为并网逆变器和离网逆变器。光伏逆变器的功率等级跨度很大,有小到100多瓦分布式并网使用的微型逆变器,大到几百千瓦集中式并网使用的大型逆变器。由于世界各国电网制式的不同和并网政策的差异,导致并网光伏逆变器测试认证涉及标准众多,要求复杂,周期较长。     

单周期、单极性控制方法在光伏并网逆变器中的应用

光伏并网逆变器需要对光伏能量变化和电网变化的响应保证快速性和稳定性,在分析单周期电流控制和单极性逆变控制工作原理的基础上,给出相应地算法和软硬件实现方法,并应用在6 kW的单相并网逆变器上,样机实验结果表明该方法具有良好的动静态特性,符合光伏并网逆变器的设计要求.     

具有无功补偿功能的单级式三相光伏并网系统

随着光伏发电技术的推广应用,具有无功补偿功能的光伏并网系统对于减轻电网负担、改善供电质量具有重要意义.本文提出了一种具有无功补偿功能的单级式三相光伏并网系统.该系统实时检测太阳能电池输出电压和电流、电网电压和负载电流,在实现太阳能电池最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking, MPPT)的同时,还能够实时补偿本地负载的无功电流.由于采用了改进的干扰观测法,MPPT算法的稳定性得到了改善;在逆变控制中应用了单周期控制(One-Cycle Control, OCC)PWM算法,从而提高了控制精度,减小了输出电流的纹波含量.文中给出了仿真和实验结果,验证了设计的合理性.     

含储能的分布式光伏并网系统对配电网调峰的研究

针对配电网负荷需求变化引起的电力峰谷问题,本文研究了含储能的分布式光伏并网系统对配电网削峰填谷的控制策略,设计了两级式微型逆变系统,提出了基于并网点电压补偿的调峰控制策略。同时为保证光伏并网系统高效运行,提出了分段运行模式。并对整个系统进行了参数设计和仿真,验证了光伏并网系统加入储能装置进行调峰控制的可行性,有效解决了调峰问题,以保持电网稳定运行,为储能系统用于配电网调峰的研究应用提供了技术参考。     

一种基于自适应步长控制与组合参数化的改进连续潮流计算方法

提出了一种可以完全跟踪光伏(PV)曲线斜率变化的自适应变步长算法,并在理论上比较分析了所提变步长法与常规变步长法的灵敏度特性,通过分析发现,所提变步长法具有更优的自适应性,在保证连续潮流计算精度的同时,大幅降低了计算时间。提出了一种组合参数化法,即在PV曲线的不同区域采用不同的参数化法,同时在PV曲线追踪过程中设置参数化切换断点,并以校正不收敛作为组合切换判据。基于IEEE标准节点系统的计算结果验证了所提自适应变步长算法与组合参数化法的有效性与优越性。     

预测电流无差拍控制的并网型三相光伏逆变器

光伏并网发电是光伏发电系统的发展趋势.太阳能逆变器是光伏电站的核心设备,逆变器的性能直接影响整个电站.根据光伏并网发电系统的特点,设计了一套额定功率为40 kW的三相并网逆变器.控制系统采用基于TMS320LF2407A和TMS320VC33型双DSP,采用了预测电流无差拍控制和有功功率及无功功率解耦统一控制策略.现场运行表明,该系统的响应速度快,控制精度高;额定并网电流总畸变率为1.2%,优于国标GB/T14549-93规定值;并网功率因数为1.     

基于改进的变步长光伏并网系统MPPT控制策略研究

提出一种新的基于扰动的最大功率点跟踪(MPPT)优化算法,在不同区域调节步长,改变光伏电池电压收敛速度。利用MATLAB仿真软件构建MPPT优化算法模型,模拟任意参数的光伏阵列,动态跟踪光照强度、环境温度的变化,并应用于三相光伏并网系统。仿真结果表明:该算法能够实时对光伏电池输出功率进行跟踪调节,大大提高光伏系统跟踪最大输出功率速度的同时,有效降低系统输出功率在最大功率点处的振荡现象,减小光伏组件的能量损耗。     

双滞环控制的三相双幅有源箝位谐振直流环节逆变器

双幅控制技术大大降低了有源箝位谐振直流环节逆变器的损耗，提高了其工作频率，并将其应用领域扩大到大功率场合。该文实现了6kW三相有源箝位谐振直流环节逆变系统。直流环节采用双幅控制，逆变侧采用基于空间矢量调制技术的双滞环电流控制方案。实验结果表明所提出的方案简单可行，适用于纯正弦输出的电压源逆变器。     

光伏并网逆变器集中监控系统的研制

本文介绍了光伏并网逆变器集中监控系统及其实现。通过对光伏并网逆变器监控系统项目的建设,以GSM网络为依托,实现对各地区光伏并网逆变器的集中远程控制及其与其他业务系统的对接。该系统的全面建成实现了光伏并网逆变器集中监控的一体化目标,解决了光伏并网的信息化孤岛,极大地提高了光伏并网的管理水平。     

单相非隔离型并网光伏逆变器研制

针对输入宽范围光伏电池电压,提出了一个采用准两级式主电路拓扑和双CPU控制的单相非隔离并网逆变器系统方案,并建立基于Simulink的光伏发电系统仿真模型。其中,为满足宽电压范围光伏电池的最大功率跟踪MPPT,系统的MPPT放在单相逆变桥级实现。仿真和实验结果表明,样机性能指标优良,系统采用的改进变步长扰动观察法可以减小MPPT时的振荡,采用基于电感安匝特性曲线插值求电感的方法,可以有效满足无差拍并网电流控制对输出滤波电感模型精度要求较高的特点,克服粉芯类磁芯电感随电流变化大的缺点。     

基于串联型分布式MPPT架构的直流微网系统无缝切换控制策略

为了提高直流微网系统中光伏单元的输出功率,以串联型分布式最大功率点跟踪(MPPT)架构代替传统的集中式MPPT架构,以光伏单元、蓄电池和负荷组成的直流微网系统为研究对象,分析了串联型分布式MPPT架构的控制策略。在不增加通信电路的前提下,提出了一种从MPPT模式到稳压降功率模式的无缝切换控制方法;为了保证直流母线电压稳定、串联型分布式MPPT架构安全运行以及延长蓄电池寿命,设计了直流微网系统的工况与能量管理控制策略。通过MATLAB/Simulink仿真分析表明:在环境失配情况下,采用串联型分布式MPPT架构可以大幅提升光伏单元的输出功率;所提控制方法可以有效地完成模式之间的无缝切换;所设计的系统能量管理控制策略可以良好地协调各单元运行,实现系统安全、稳定、高效运行。