基于不平衡功率单元并联的光伏并网逆变器研究

提出一种基于不平衡功率单元直接并联技术的1MW并网逆变器拓扑结构,可有效解决大功率逆变器在低功率条件下的效率和电能质量问题。详细论述了基于不平衡功率单元并联的1MW并网逆变器的特点及工作原理,并针对不平衡功率单元并联产生的环流问题,提出了控制策略的解决方案。基于MATLAB软件对并网逆变器进行了仿真验证,仿真结果表明逆变器能够有效提高低功率条件下的效率及电能质量,并抑制不平衡功率单元间的环流。     

不对称电网故障下级联型光伏并网逆变器的低电压穿越控制

级联型并网逆变器在大容量光伏并网中具有较好的应用前景,有利于解决光伏阵列间的光照不均匀造成的发电效率低的问题。研究了在不对称电网故障条件下级联型光伏并网逆变器的低电压穿越控制策略。首先分析了在不对称电网故障条件下网侧电压的数学模型,总结出不同故障条件下三相网侧电压幅值与相位之间的规律。基于上述规律分析了不同故障条件下级联型光伏并网逆变器的控制方法,并提出了基于旁路原理的低电压穿越控制策略。最后建立了级联型光伏并网逆变器低电压穿越控制策略的仿真模型。通过算例仿真,验证了控制策略设计的正确性和有效性。     

不平衡电网电压下光伏并网逆变器滑模直接电压/功率控制策略

不平衡电网电压下,光伏并网逆变器的输出功率和输出电流都将产生波动,给电力系统的稳定运行造成不利影响。根据光伏并网系统的数学模型,提出了光伏并网逆变器基于滑模控制的直接电压/功率控制策略。该控制策略可在电网电压不平衡时有效抑制并网逆变器输出有功功率和无功功率的波动。根据光伏并网逆变器输出功率和正、负序电流的关系,提出了以消除负序电流为控制目标的改进控制策略。此外,为提高系统的运行性能,提出了功率电流协调控制策略。最后,对所提出的控制策略进行了仿真分析,仿真结果验证了所提出控制策略的有效性。     

分布式屋顶光伏接入下并网功率平衡控制方法

由于逆变器间电流的有效值相差较大,传统的分布式屋顶光伏接入下并网容易出现失衡问题。提出一种分布式屋顶光伏接入下并网功率平衡控制方法。根据分布式屋顶光伏接入并网原理,建立分布式屋顶光伏接入并网结构模型,确定光伏阵列和逆变器的数学模型;采用矢量图表达分布式屋顶光伏接入并网功率平衡变化,确定并网零序电压与逆变器三相输出电压之间的矢量关系;计算逆变器三相额定功率、三相功率误差及零序分量的幅值和相位,设计零序分量叠加的逆变器相间功率控制框图,使逆变器相间功率平衡。确定仿真参数,设置实验工况条件,仿真控制结果：在并网功率失衡不严重的工况1条件下,该文研究方法的电流有效值相差±0.01 A,小于其他2种对比方法;在并网功率失衡严重的工况2条件下,该文研究方法的电流有效值相差±0.02 A,远小于其他2种对比方法。说明该文方法的控制性能优于其他2种对比方法,具有较大的应用价值。     

大功率回馈型光伏逆变器测试系统的研究

为验证大功率光伏逆变器的性能及并网安全性,文中提出了一种大功率回馈型光伏逆变器测试平台。该测试平台在实现能量双向流动的同时,解决了大功率设备的网侧谐波和无功污染问题。测试平台主要由光伏模拟源、电源模拟源及一体化监控系统组成。光伏模拟源可模拟光伏阵列的输出特性;电网模拟源可模拟电网正常及故障特性,并能够满足并网设备的零(低)电压穿越。一体化监控系统自动执行预定的试验流程,如效率测试、MPPT测试、电压不平衡测试等。通过实验验证,该测试系统具有较完善的实验功能、优越的性能指标以及较低的功率损耗,能够满足大功率光伏逆变器的测试需求。     

直流储能型准Z源光伏并网逆变器

针对光伏并网发电系统因输入波动所引发的功率不平衡问题,提出一种具有连续电流输入的储能型准Z源逆变器解决方案。详细推导了小信号激励下该逆变器的数学模型,采用母线电压控制和网侧电流控制的并网策略,构建了一套储能电池功率与电流双闭环控制的充放电管理方法,以实现对光伏电池输出功率波动的抑制。与此同时,在MATLAB/Simulink环境下搭建了直流储能型准Z源光伏并网系统的全套仿真模型及相关工况仿真研究,系统良好的静、动态仿真结果显示,所提出的设计方案与控制方法能够有效解决并网型光伏系统的功率不平衡问题。     

扩大级联H桥光伏并网逆变器运行范围的控制策略

级联H桥光伏并网逆变器由于输入功率不平衡而导致功率大的级联单元发生过调制现象，从而引发电网电流畸变。为解决此问题，提出一种新型控制方式。所提控制方法通过引入适量的基波至过调制单元调制波中，使得过调制单元的调制波由幅值超过1的正弦波变为幅值为1的正弦波，调制度始终不超过1，并将引入的基波按各单元可承受能力反向补偿至其他非过调制单元，从而抵消在过调制单元中引入基波的影响，解决了过调制问题，扩大了级联H桥光伏并网逆变器调制范围。所提方法可将调制范围扩大至1.27，扩宽了级联H桥光伏并网逆变器稳定域的运行范围。     

大功率光伏并网逆变器低电压穿越控制策略研究

针对三相大功率光伏并网逆变器在电网扰动或故障时突然脱网给电网带来的不利影响,基于电流平衡原则提出了一种基于正负序d-q坐标系的低穿控制策略。在研究了电网电压跌落对光伏并网逆变器运行性能影响的基础上,提出了采用前馈解耦的空间矢量PWM(SVPWM)控制算法,且为了获得最大转换效率,低穿过程中一直带着MPPT控制环运行。仿真和通过了国网电科院低穿认证表明该方法能够保证光伏逆变器在电网电压跌落时不过流,同时能保证在低穿过程中三相电流波形正弦且平衡,提高了系统运行性能。     

两级式级联H桥光伏并网逆变器功率平衡控制策略

针对两级式级联H桥光伏并网逆变器中因每个光伏单元功率不同而出现的过调制问题,本文介绍了一种基于最优三次谐波注入与限功率最大功率点跟踪混合控制策略的两级式单相并网级联H桥光伏逆变器的控制方法。最优三次谐波的注入能够提高调制范围,限功率最大功率点跟踪算法能够在超过三次谐波补偿范围的条件下,通过限制最大调制比所在单元的光伏模块的功率,使其继续满足并网运行条件。仿真结果表明,在严重失配条件下,本文所提混合控制策略能够始终将调制比维持在给定范围内,具有保证系统并网稳定运行的内在能力。     

新型微型光伏并网逆变器的分析与实验

微型光伏并网逆变器具有高可靠性、可模块化等优点。针对一种新型的微型光伏并网逆变器（T型三电平逆变器）进行研究,分析其在边界电流导通模式（BCM）下的工作原理和中点电位不平衡原因,提出均压调制策略;采用自适应复位电流控制方法,优化了逆变器的效率,同时解决了轻载条件下开关频率过高的问题;搭建了一台300 W实验样机,实验结果验证了控制策略的可行性,提高了逆变器的效率。     

软开关单相光伏并网逆变器原理及并网实验

为了优化效率及提升功率密度,提出了一种采用MOSFET的软开关单相光伏并网逆变器及零电压调制方法。介绍了软开关单相并网逆变器的工作原理,通过零电压调制方法控制辅助谐振电路,实现MOSFET的零电压开通,并抑制MOSFET体二极管的反向恢复。因此,逆变器等效开关频率为100 k Hz,并网滤波电感减小。组建了一个30 kW光伏并网发电系统,对10台3 kW软开关单相光伏并网逆变器进行光伏发电测试,验证理论分析及可靠性。     

多功能并网变换器容量优化控制策略

随着"双高"电力系统的发展,并网环境呈现薄弱、复杂态势.电网阻抗的存在使得并网点容易受谐波干扰及无功功率波动的影响,恶化并网电能质量,影响并网变换器友好并网,仅以有功功率为传输目标的传统并网变换器已难以适应上述工况.基于现状提出一种具有谐波抑制功能的光伏逆变器控制策略.指令电流由谐波检测环节和直流侧稳压控制环节组成,根...     

电流型光伏并网逆变器的关键技术研究

由于光伏并网逆变器是太阳能光伏并网发电系统的核心部分,它分为电压型和电流型两种逆变器.针对目前使用最为广泛的电压型光伏并网逆变技术存在着众多的缺陷,本文介绍了一种基于电流源特性的电流型光伏并网逆变器.该装置利用了导抗变换器和采用直接电流双环控制与同步锁相环相结合的综合控制策略,实现了光伏系统电流型并网的目的.采用电流型...     

光伏微型逆变器中磁集成开关电源设计

随着光伏并网微型逆变器的推广,要求其供电电源部分的效率更高,体积更小。利用磁集成技术,设计一种Buck-正激变换器,进行磁路元件分析和硬件电路实现,并在光伏并网微型逆变器平台中进行试验验证。试验证明,所设计的开关电源不仅满足光伏输入电压不稳的条件,而且体积小,有较高的功率密度。     

新型单相光伏并网逆变器共模电流抑制研究

针对现有非隔离单相光伏并网逆变器拓扑共模电流大、效率低等问题,提出一种新型非隔离单相光伏并网逆变器拓扑,该拓扑在单相全桥逆变器的基础上增加2个续流二极管,并将交流侧滤波电感移至逆变器下桥臂,使得开关周期内共模电压保持恒定,有效抑制了共模电流;同时高频开关管使用MOSFET,工频开关管使用IGBT,且避免引入额外的开关管,系统整体损耗降低.通过对3 kW系统的仿真和实验,验证了新型拓扑抑制共模电流的效果.     

光伏电站多逆变器并网系统输出谐波研究

针对多台逆变器并联在同一公共连接点接入电网引起的谐波问题进行了研究。建立了多逆变器光伏并网系统的单台和多台逆变器小信号等效模型。推导出逆变器、PWM开关谐波源和电网的等效阻抗传递函数,通过Bode图分析逆变器、PWM开关谐波源的等效输出阻抗幅频特性和相频特性。应用Matlab/Simulink对35 kV光伏电站多逆变器并网系统在不同工况下进行谐波分析。仿真结果表明:并网逆变器台数越多,PCC处电流谐波畸变率越大,但主要为低次谐波,高次谐波含量较少,验证了建立的小信号模型的有效性。     

独立/并网双工模式光伏逆变系统的设计

针对目前光伏逆变系统工作模式的单一性,提出一种独立/并网双工模式逆变系统。主电路采用隔离型全桥DC/DC变换器构建前级,使用移相PWM零电压转换(ZVS)控制;采用全桥逆变器构建后级,使用单极性倍频SPWM。在主电路拓扑基础上,研究了各部分的控制方法,给出逆变时不同工作模式下的控制框图,并采用前馈控制方法对其进行改进。提出了一种基于芯片UTC4053的电路切换方法来实现并网和独立两种工作模式的转换。最后研制出一个1 kW的实验样机来验证方案的可行性。     

Z源光伏并网直接电流单周控制系统

为构建高效且结构简单的光伏并网系统,将单周控制这一非线性控制方法用于电流内环,快速跟踪电流的同时,开关频率得以保持不变,改善了传统并网逆变系统三环控制性能。阻抗源（Z源）变换器将光伏电池板电压提升以满足并网电压条件,并实现最大功率跟踪。给出了综合以上两者的系统结构和单周控制模型,通过对电流跟踪过程的理论分析,结合MATLAB/Simulink仿真结果表明并网电流能很好地跟踪指令电流与电网电压同步。该方案通过了小功率实验验证。