直流光伏变换器的研究与应用

针对直流配电系统消纳新能源发电模式下缺乏直流型变换器的现状,基于交错并联Boost拓扑结构,结合扰 动观察法最大功率点跟踪(MaximumPowerPointTracking,MPPT) 控制策略,采用电压电流双闭环的控制模式, 开发了直流型光伏DC/DC变换器.对直流型光伏DC/DC变换器的调试表明,该变换器可实现光伏发电的高效化最 大功率点跟踪,输出稳定的直流电压,长时间带载实验表明该变换器具有稳定且高效的运行特性.     

风光互补逆变器串联发电系统功率平衡控制

介绍了风光互补逆变器串联发电系统的拓扑结构,采用载波移相正弦波脉宽调制(CPS-SPWM)技术控制各个发电单元逆变器的通断,该调制方式下系统输出电压为多电平,且电压、电流的谐波含量大大降低。在功率预测和功率分配的基础上对发电系统进行能量管理,根据负载功率需求分别通过调节发电单元DC/DC变换器和蓄电池双向DC/DC变换器,控制各个发电单元以及蓄电池的输出功率,达到系统功率平衡控制的目的。仿真结果表明,该功率平衡控制策略能够保证系统功率平衡,满足系统在独立运行时负载功率跟踪控制的要求。     

一种电源-电容串联型直流变换器

提出了一种电源-电容串联型直流变换器,这种拓扑结构可以同时为两路直流电源升压,并且有效降低了半导体器件的电压与电流应力。与双路Boost型直流变换器相比,该电源-电容串联型直流变换器在不增加功率器件数量的前提下,显著降低了半导体器件的电压与电流应力,适用于分布式光伏并网逆变器的直流变换级。主要涉及该直流变换器的运行方式、电压与电流应力分析、效率对比,并通过实验验证了该直流变换器的可行性。     

风光互补发电系统研究综述

风能和太阳能是地球上取之不尽,用之不竭的绿色、清洁可再生能源。综合利用风能和太阳能资源,发展风光互补发电技术已成为新能源领域研究和发展的趋势。风光互补发电系统就是将风力发电和太阳能光伏发电组合起来所构成的发电系统,主要由风力发电机组、太阳能光伏电池组、控制器、蓄电池、逆变器、交流直流负载等部分组成。阐述了风光互补发电系统的构成及其各部分特点,提出了系统设计中应注意的几点问题。     

150W独立式光伏逆变器的设计

介绍了150W独立式光伏逆变器,它可以和太阳能电池、充放电控制器以及蓄电池组组成独立式光伏发电系统,为负载提供220V交流电.综合比较3种逆变器的优缺点,采用了修正正弦波逆变器.该逆变器由带隔离变压器的推挽电路、不控整流电路和全桥逆变电路三级变换环节组成,控制均采用专用的脉宽调制集成电路芯片.     

我国首例1500V光伏逆变器并网测试完成

<正>国家能源太阳能发电研发(实验)中心顺利完成我国首台1500V电压等级直流输入的并网光伏逆变器全性能测试,测试依据国家标准GB/T 19964-2012《光伏发电站接入电力系统技术规定》,测试项目包括零电压穿越、有功无功控制、电压适应性、频率适应性和电能质量。此次测试产品为集中式光伏逆变器,容量为1MW,直流母线电压等级高达1500V,是目前国内直流母线电压等级最高的光伏逆变器产品。随着光伏组件耐压等级的提高,更高的直流母线电压所组成的光伏系统可大幅降低线     

宽输入高增益隔离升压型DC/DC变换器

隔离升压型DC/DC变换器是一类可以将低压直流母线变换成高压直流母线并实现电气隔离的变换器的统称。该技术在新能源发电领域如燃料电池发电系统以及微逆变器系统中应用广泛,其研究热点是宽输入适应性、高增益和高效率功率变换。LLC谐振变换器很好地符合这些要求。为此,研究了基于全桥LLC谐振变换器的高增益隔离升压型DC/DC变换器,提出了单级式和两级式两种方案,单级式方案为输出稳压LLC谐振变换器,而两级式方案为Boost变换器级联输出不稳压LLC谐振变换器。分别提出了LLC谐振变换器在单级式和两级式方案中的基于最佳励磁电感的谐振腔参数设计方法,并且分别通过样机实验验证了所提出的设计方法的有效性。     

典型屋顶光伏太阳能发电系统设计

介绍了典型屋顶光伏发电系统设计,通过计算确定太阳能光伏发电系统配置,光伏阵列间距要求,场地容量核算,光伏阵列布置,直流柜、逆变器参数的选择,以及系统的接入运行方式。     

基于APFC芯片控制的光伏并网逆变器研究

提出一种基于有源功率因数校正(APFC)芯片控制的小功率光伏并网逆变器方案。该逆变器包括直流变换环节和逆变环节。其中直流变换环节采用APFC芯片控制将光伏电池板的直流低电压变换成正弦双半波的直流电,逆变环节采用工频全桥逆变电路将正弦双半波电流变换为交变电流注入电网。新方案中并网逆变器的并网控制采用APFC芯片实现,而实时控制要求低的最大功率点跟踪(MPPT)、孤岛保护可采用低价的单片机实现。新方案具有成本低、开发和电流采样容易等优点。通过一台300 W的样机证明了系统方案是正确有效的。     

光伏直流汇集关键电力电子设备技术现状分析

光伏直流汇集与交流汇集相比,发电效率高,所需变流器级数少,且输电过程损耗小,输电容量大。但直流汇集的升压技术以及工程应用不及交流汇集成熟。通过分析光伏直流汇集所需的高升压比DC/DC变换器的拓扑结构,高频变压器的容量与工作频率,直流断路器的电压、电流及关断时间,分析了光伏直流汇集的工程应用可行性。     

多电压等级交直流配电系统潮流分析

随着分布式电源及直流负荷的发展,兼具安全、可靠、高效的交直流混合配电网将成为未来配电网发展的一种重要形式。基于电压源型换流器的直流配电网具有可控性强、电能质量问题少、经济性好等优点,但同时也引入了有别于交流配电网的潮流计算问题。为此,文章首先建立了考虑换流器损耗以及直流变换器损耗的潮流计算模型,并给出损耗参数计算方法。其次介绍了直流系统潮流模型的求解方法,重点考虑了电压源型换流器和DC/DC变换器控制方式对潮流计算的影响,针对不同的控制策略给出不同的潮流求解方法,并给出了当潮流越限时几种有效的解决措施。最后利用IEEE 33节点直流配电网算例验证了提出的损耗模型的正确性和潮流求解方法的有效性。     

基于三端口双向DC/DC变换器的高增益组合式交直流变换器

储能系统是保证新能源供电系统、微网及大电网安全、稳定、可靠运行的关键。为了应对储能电池电压低对双向交直流变换器电压增益和效率等带来的挑战,提出了一种基于高增益比三端口双向DC/DC变换器的组合式双向交直流变换器。基于交流侧电压周期性波动的特点,利用三端口双向DC/DC变换器同时提供高压母线端口和低压母线端口,使得部分功率仅需经过低电压增益直流变换环节处理,为高增益高效率双向交直流变换提供了有利条件。详细分析了双向组合式交直流变换器的系统架构和工作原理,给出了前后级变换器的调制和控制策略,并分析了组合式交直流变换器的功率传输特性。最后,通过实验结果验证了理论分析的正确性和所提方法的有效性。     

光伏发电正弦波逆变系统设计

提出了一种小型光伏发电系统。系统主要由控制器和逆变器组成,控制器采用了太阳电池最大功率点跟踪技术和蓄电池充电精确控制技术,逆变器采用了DC/DC变换和DC/AC逆变二级变换技术和可编程低频正弦波DDS技术,使得系统具有较高的转换效率、可靠性和稳定性。试验结果表明,此光伏发电系统效率高、运行稳定。     

双向升压直流变换器型逆变器研究

分析研究了双向升压直流变换器型逆变器的电路拓扑、控制策略、稳态原理特性和关键电路参数设计准则,并给出了原理实验结果.该逆变器由两个输出反相的低频正弦脉动直流电压的双向功率流升压直流变换器以差动电路构成.理论分析和实验结果表明,该种逆变器具有电路拓扑简洁、双向功率传递、可升压等优点.     

固体氧化物燃料电池发电系统模型建立及逆变器仿真研究

以固体氧化物燃料电池发电系统为研究对象,以释放变换器上电感能量,减少电容充电时间为目的,提出了在DC/DC变换器中增加一个反激式绕组。该反激式绕组的输出端、接地端分别与DC/DC变换器的输出端、输出接地端相连,构成输出回路,以释放输入电感启动时多余能量,保证输出直流母线电压的稳定性。逆变器输出电压控制采用模糊PID控制策略,可在固体氧化物燃料电池输出电压不稳定时,通过监测该系统的输出电压和给定电压差值,在线调整KP、Kd、Ki控制输出量。该控制策略与传统PID控制策略进行了比较,比较结果证明其性能优于传统PID控制策略。采用Matlab软件搭建系统模型,固体氧化物燃料电池发电系统的仿真研究验证了以上的理论分析。     

3 kW高频软开关直直变换器的研制

对新研制航空高压直流系统用270VDC高压电转换为28.5VDC低压电高频软开关直直变换器采用的主电路拓扑构成、工作原理、控制方法进行介绍、分析,并给出数据结果,同时结合工程设计的实现来表明该项目的高效率、高功率密度以及质量轻、体积小等方面的特点。     

基于多重化DC/DC变换器的储能变流器研究

为了满足越来越大的储能系统规模对大功率储能变流器的需求,将多重化DC/DC变换器引入储能变流器的拓扑结构。对多重化DC/DC变换器的电流纹波及谐波特性的分析表明其具有显著优势。储能变流器的控制策略加入基于直流母线电压的下垂控制。对所研究的储能变流器拓扑结构及控制策略进行仿真并搭建样机。仿真和实验结果表明,所设计的基于多重化DC/DC变换器储能变流器性能具备大功率充放电的功能并且性能优良。     

Operating point stability analysis of SMIB power system equipped with high PV penetration

This paper presents the operating point stability analysis of a Single Machine Infinite Bus (SMIB) power system equipped with high Photovoltaic (PV) penetration. The detailed dynamical model of the synchronous generator in dq reference frame is considered including the dynamics of the damper windings and Automatic Voltage Regulator (AVR). A DC–DC buck–boost switch mode converter is placed as an intermediate stage between the PV array and the inverter. The main function of this implementation is to inject the voltage corresponding to the PV generator Maximum Power Point (MPP) by automatic adjusting its duty cycle. The PV array is designed to provide a maximum output power of about 0.78 pu at the full solar irradiance. The nonlinearity of the output characteristics of the PV generator is taken into account. Operating point stability analysis is performed by extracting the eigenvalues of the linearized model around the operating point at different solar irradiances. System response after successive step changes on the synchronous generator input mechanical power at three solar irradiances based on the complete nonlinear dynamical model is investigated. For given synchronous generator input parameters, the response of the system after successive step changes on the solar intensity is addressed. It is found that high PV penetration via DC–DC buck–boost converter and DC–AC inverter is practically possible, experiences a stable operating point and can withstand successive step changes on system parameters in case of practical solar irradiance levels. All numerical simulations are conducted using MATLAB software package by building the code required.     

氢光联合供电系统的能量管理

将光伏发电和燃料电池发电结合起来,提出了一种基于双输入Buck变换器的氢光联合供电系统,它是由太阳能电池、燃料电池和双输入Buck变换器组成。基于双输入Buck变换器提出了一种氢光联合供电系统的能量管理控制策略,尽可能多地利用了太阳能电池的输出功率。在Saber仿真软件中搭建了一个氢光联合供电系统的仿真模型,对系统进行仿真分析,并在实验室完成了一台原理样机进行实验验证,仿真结果和实验结果均验证了双输入Buck变换器的工作原理和能量管理策略的有效性。     

串并联谐振DC-AC变换器原理分析、建模及仿真

针对串联谐振和并联谐振直流环节变换器存在的谐振峰值电压过高,谐振峰值电流过大的缺点,提出了串并联谐振直流环节变换器拓扑概念。新型软开关变换器的主要优点为：谐振峰值电压可以控制在输入直流电源电压Ｕｓ,谐振频率高,谐振电路开关元件少,控制简单,且各种ＰＷＭ调制策略均可适用。文中分析了该变换器的荼原理,建立了系统的数学模型,进行了多种工作条件下的计算机仿真与实验研究。仿真与实验结果证明了该新型变换器工作