一种光伏发电用高增益多电平逆变器

针对传统的多电平逆变器存在有源器件数量较多、电容电压不平衡、结构复杂以及电压增益低的问题,提出一种降低器件数量且可扩展的多电平逆变器。该逆变器由开关电容单元和两个半桥组成,使用1个直流电源、3个电容、13个开关管,实现4倍电压增益和九电平交流输出电压。该逆变器通过2个半桥代替后端H桥转换输出电压极性,可以有效降低开关管总电压应力。在所提逆变器的扩展结构中,电容逐级充电的工作方式进一步提高了电压增益和输出电平数。首先,详细阐述了所提逆变器的工作模式、调制策略、电容分析、电压应力计算和电路参数设计。然后,与其他类似多电平逆变器进行了比较。最后,通过仿真与实验验证了所提逆变器的可行性和理论分析的正确性。     

单级模块化多电平光伏并网逆变器研究

提出了基于模块化多电平变换器(MMC)的光伏并网发电系统的单级双闭环控制策略。电压外环为电流内环提供与电网同相位的并网参考电流,电流内环采用比例谐振(PR)控制器以实现并网电流的无静差调节。采用增量电导法完成最大功率点跟踪(MPPT)任务,基于反馈控制的思想,通过对各子模块的参考电压进行微调,实现电容电压平衡控制。该光伏逆变系统的拓扑结构不仅具有高度模块化和用户定制的优点,而且能适应一定范围的光伏电池电压波动。实验结果证明了所提方法的正确性和可行性。     

配电网中的分布式光伏系统发电性能仿真

针对基于配电网的分布式光伏发电系统发电性能开展仿真研究.分析了分布式光伏发电系统拓扑结构,根据光伏系统关键部件运行机理,建立了光伏组件、光伏逆变器运行模型,根据光伏组件I-V特性,建立光伏组件阴影遮挡模型.结合现场实际测试,确定光伏系统各环节运行模型参数,通过分布式光伏系统各环节结构以及光伏部件,对分布式光伏系统发电性...     

多光伏发电直流网及其控制策略

提出一种多光伏发电直流网拓扑结构,系统包含多光伏电池、蓄电池、直流母线以及功率因数校正、双向直流变换等电路.光伏电池因地制宜分布式配置,并通过直流变换器连接到低压直流分支母线,直流变换器依据分支母线电压变化情况,实时调节光伏电池输出功率以满足负载用电及确保分支母线电压稳定;高压主母线通过双向直流变换器连接各供电单元以及...     

计及轻量化设计的多电平光伏逆变器

为满足轻量化设计而直接移除变压器将导致光伏阵列对地的杂散电容存在共模漏电流,给整体系统造成电磁干扰和安全性问题。同时,多电平设计降低了输出电压谐波分量和器件电压应力。鉴于此,提出一种非隔离型共地式多电平光伏逆变器,简言之,该逆变器通过引入新型开关电容网络,得到输入侧负极与输出侧中性点相连接的拓扑结构,理论上可完全消除杂散电容对地的共模漏电流。同时,相较于桥式电路,所提电路输入侧电压利用率高,克服了对其电压等级的依赖和天气条件的限制。此外,提出一种前馈空间矢量调制（FSVM）策略,完成输出变量与波动的电容电压解耦。最后,通过搭建一个220 V/1 kW的实验平台来验证所提方案的正确性和可行性。     

太阳能光伏发电技术(1)光伏发电与光伏发电系统

《可再生能源法》于2006年1月1日起正式实施。太阳能是资源量最大、分布最普遍的可再生清洁能源。本刊特邀中国科学院马胜红等专家以讲座的形式介绍光伏发电技术、光伏发电系统的应用、维护。共分12讲,每期1讲。[编者按]     

光伏发电利用技术研究

研究了光伏并网发电系统和独立发电系统中的能量管理及高效利用技术。针对光伏并网发电系统,提出一种模块化光伏并网发电系统结构及其系统效率优化控制方法,并进一步提出低漏电流高效率非隔离并网逆变器拓扑。针对光伏独立发电系统,提出采用三端口变换器统一、集中实现系统功率管理和控制,具有集成度高、效率高、体积成本低、控制性能好等优点。     

一种新型多电平逆变器在光伏并网系统的应用

传统光伏并网逆变器多采用二电平逆变器,多电平逆变器受其复杂电路拓扑的制约在光伏系统中应用较少.在传统五电平逆变器拓扑基础上,提出一种简化的H桥五电平单相光伏逆变器.该逆变器采用特定谐波消除法调制控制方案,系统并网电流采用模糊PI自整定控制方法,输出电压和电流具有较低的谐波和du/dt,改善了系统稳定性,提高了系统动态响...     

光伏发电系统最大功率点跟踪技术综述

随着光伏发电快速普及,如何提高发电效率成为急需解答的问题。针对光伏电池非线性输出特性存在最大输出功率的问题,需要快速准确地跟踪输出最大功率点。综述了自适应电导增量法、模糊控制法和神经网络技术等几种新型最大功率跟踪技术。针对阴影下多局部最大功率的情况,介绍了粒子群算法、遗传算法等技术。为现阶段国内光伏并网控制器的设计提供了参考。     

基于多电平拓扑技术的新型柔性励磁系统

针对新一代电力系统发展趋势对发电机励磁控制和机组支撑能力的新需求,设计了一种基于三电平电压源型变换器的新型柔性励磁系统,并提出了与之匹配的新型五电平直流斩波电路,分析了励磁电流双向6管和励磁电流单向3管2种直流斩波电路的控制模式和运行特性。基于PSCAD构建柔性励磁仿真模型,分析验证了五电平斩波拓扑结构应用于发电机励磁控制的可行性及相对于常规自并励励磁系统的控制性能优势。     

光伏发电系统高增益DC/DC变换器的研究

介绍了多种应用于光伏发电系统的前级DC/DC电路拓扑的优缺点,总结了DC/DC变换器应用于光伏发电系统中出现的新技术。提出了4种软开关高性能、高增益DC/DC非隔离及隔离型变换器的基本思想,以实现所有功率开关管的软开关。     

户用太阳能光伏发电系统的设计与研究

光伏发电系统是太阳能利用的发展趋势。简析了户用太阳能光伏发电系统的组成基础上,阐述了对最大功率点跟踪（MPPT）的控制方法,分析了作为系统核心部分的直流变换环节和逆变器的工作原理,给出了直流变换环节的控制方程以及逆变器环节的控制电路组成图,并采用Matlab对系统进行了仿真研究。     

太阳能光伏发电系统中的控制技术研究

阐述了光伏发电系统的组成及工作原理.针对光伏发电的控制要求,从多个角度对现行控制技术的优缺点进行了比较,最后对相关控制技术的发展趋势和前景作了展望.     

多电平功率变换器主电路拓扑结构综述

主电路拓扑结构是多电平功率变换器研究的关键内容之一。中高压功率变换器高电压、大容量的特点,客观上决定了其主电路由较多的主开关器件组成,主电路构成元件的增加决定了其拓扑结构的丰富多样。本文对近年来多电平变换器的主电路拓扑结构的发展进行了较为详细的综述研究,对其发展趋势进行展望,认为除了采用传统的依靠灵感和经验来发展新拓扑外,更重要的是寻找一种严密、科学、系统的拓扑发展方法,从而找到多电平功率变换器的拓扑结构的完善集,并根据实际应用研究具体拓扑的最优化方案,以实现高性能、高可靠、低成本的功率变换系统。     

光伏发电系统的新型双闭环控制算法研究

为了提高光伏发电效率和电能质量,对两级式光伏并网逆变器进行了相关研究,其电路结构由前级Boost升压和后级逆变组成。在传统的双闭环控制理论的基础上,提出了以单神经元PID为电压外环控制母线稳压和以无差拍算法控制并网逆变电流的新型控制策略。对单神经元PID和无差拍控制进行了理论分析,在PSIM软件搭建了单相两级式光伏发电系统模型。仿真和样机试验结果均证明了该控制策略的可靠性和有效性。     

多电平功率变换器的PWM控制策略综述

对多电平功率变换器的PWM控制策略进行了较为详细的综述研究,对其发展趋势进行了展望。多电平变换器的拓扑结构的丰富性和多电平PWM控制自由度的增加,决定了多电平逆变器PWM控制方法的灵活性和多样性,所以可能存在全新的、更加有效的PWM控制方法,控制方案的增加使得控制方案的优化问题显得非常重要,这将是多电平PWM的一个必然的发展方向;每一种主电路拓扑结构都有不同的中间变量控制任务,导致了多电平功率变换器的PWM控制目标多、任务大、难度大、综合性强,综合考虑中间变量控制、开关损耗最小化控制和具体拓扑结构与控制目标相结合的整体优化方法等,将是多电平逆变器PWM控制的主要发展方向。     

含模块化多电平变流器的分布式发电系统动态特性分析

根据模块化多电平变流器(modular multilevel conv-erters,MMC)的工作原理和拓扑结构特点以及逆变型分布式发电系统(distributed generation,DG)的运行特点,建立了由MMC构成的DG等值系统及其交流电流控制器数学模型。运用PSCAD分析了基于MMC的DG系统动态特性,发现当直流电压大幅波动时,DG交流电流和输出功率同样出现了大幅波动的情况。针对这一问题,提出了改进的交流电流控制器,并通过仿真证明了该控制器的有效性。     

小型光伏发电软开关DC/DC变换器研究

针对传统光伏发电DC/DC变换器工作在硬开关状态时,因开关损耗大、开关管所承受的电压电流大等缺点导致的系统效率下降问题,采用了一种软开关Boost变换器,其结构简单,易于控制,大大减少了变换器工作中的开关损耗,并且降低了开关管所承受的压降.最后通过仿真和实验证明变换器的主、辅开关管和续流二极管均能实现软开关,从而提高了...     

大功率光伏并网发电系统RTDS的建模与仿真

首先,通过实时数字仿真器(RTDS)的小步长模型和大步长模型构建了100 kW光伏并网发电系统仿真测试平台,包括光伏逆变器、控制器及外接电力系统等.然后,着重介绍了电流控制器的工作原理和RTDS建模方法.最后,基于该平台设计并完成了验证电流控制器控制性能的稳态、暂态仿真实验;同时,对一台实际大功率光伏并网逆变器进行了相同的现场检测试验.通过两种实验结果的对比分析,证明了基于RTDS的大功率光伏并网发电系统测试平台的有效性,说明了其具备在模拟实际工况下对控制器进行研究、分析的能力且可行性较强,具有一定借鉴意义.     

屋顶太阳能光伏发电系统的设计

新能源利用是我国七大战略性新兴产业之一,太阳能光伏发电是新能源利用的重要领域。介绍了小型屋顶光伏发电系统的设计过程及其应用前景．为小型光伏发电系统设计提供了全套解决方案。该方案实施的屋顶光伏发电系统为后续大型光伏发电系统的设备研制、挂网实验提供了有力的技术支撑,也为巨型光场电站设计提供了实践经验。