一种高效率低纹波电流的光伏电源逆变器设计

介绍传统光伏电源系统产生低频纹波的原因,为满足户用型单相光伏微逆变器功率输出要求,提出一种前级DC/DC升压环节和后级逆变环节的隔离型单相双级式光伏并网微逆变器。采用一种扰动直流母线电压参考值的方法,抑制了两级式逆变器直流输入侧存在的两倍交流输出频率电流纹波,提高了输出功率效率。基于数字信号处理器(DSP)28035控制的220 W光伏并网微逆变器实验证明了理论分析的可行性。     

基于STM32F407的单相光伏并网逆变器研究

逆变器是光伏并网发电系统的核心设备。其主要拓扑结构可以分为单级式和两级式,一种好的拓扑结构是保证逆变器稳定、高效率和高安全性工作的基础。采用两级式结构,前级采用单重Boost进行升压和最大功率获取,后级采用典型的单相全桥逆变,经过LCL滤波器并入电网,单相两级式光伏并网逆变系统具有最大功率点跟踪控制和逆变并网控制相互独立、互不干扰和效率高等优点。锁相采用一种新型的单相锁相环。通过理论分析确立了系统的控制规律,仿真及实验结果证明了该方案的有效性。控制芯片采用STM32F407,该芯片具有运算速率高、使用方便等优点。     

适合宽输入电压的单级升降压逆变器

光伏电池受环境、光照、温度等因素的影响,其输出电压范围宽,光伏并网逆变器需要完成逆变与升压两个功能。提出一种新型的适用于宽输入电压的单级式升降压逆变器拓扑,基于"虚拟变压器"的结构,在单级功率变换中实现逆变与升压的功能。采用高频的功率开关器件构成变比连续可调的虚拟升压变压器,替代传统笨重的工频升压变压器,使得逆变系统的体积、重量以及成本降低,易于集成,并且提高了变换效率。对该逆变器降压逆变与升压逆变的两种工作模式进行分析,给出调制策略的具体实现方案。仿真与实验结果表明,所提出的拓扑适合宽输入电压的升降压逆变场合。     

一种新型9电平升压逆变器

单相小功率光伏并网往往采用先升压再逆变的两级式结构,效率进一步提升受到限制且输出电压电平数较少。研究了一种新型9电平升压逆变器,采用投切电容的方式实现升压和逆变——投切电容式9电平逆变器,可同时完成升压和逆变,为提高系统效率提供有效途径。在分析投切电容式9电平逆变器拓扑工作原理的基础上,采用低次谐波最小原则的阶梯波调制算法。该升压逆变系统具有开关频率低、电压阶梯多、电流质量较好等优点。最后通过软件仿真及硬件实验验证了新型逆变器的可行性及算法的正确性。     

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。     

两级式光伏发电系统低电压穿越控制策略研究

随着中功率两级式光伏逆变器在大中型发电系统中的大规模应用,基于两级式光伏逆变器的低电压穿越控制技术得到越来越多的研究。与单级式光伏逆变器相比,两级式光伏逆变器存在前级DC/DC变换器和后级DC/AC逆变器,控制更复杂,低电压穿越难度更大。文中首先进行了系统建模,然后提出了一种基于控制模式无缝切换的低电压穿越控制策略,DC/DC变换器在稳态时作为MPPT控制器进行最大功率点跟踪,DC/AC逆变器作为恒压源稳定直流母线电压。在低电压穿越时,DC/DC变换器以恒直流母线电压方式运行,DC/AC变换器以有功无功模式运行。此方法可以解决低电压穿越过程中有功不匹配而导致的直流母线过压的问题。最后,通过在一台40k W的两级式光伏并网逆变器样机上进行实验,验证了理论分析的正确性及可行性。     

不对称故障下两级式光伏并网系统低电压穿越控制

并网逆变器在传统低电压穿越控制中存在有功功率指令不明确,易受直流电压外环控制参数影响的问题。此外两级式光伏并网系统中前级DC-DC变换器根据直流母线电压波动情况被动调整光伏输出功率,导致光伏侧动态响应速度较慢。提出了一种结合超级电容的两级式光伏并网系统不对称故障低电压穿越控制策略,该策略重点关注低电压穿越期间光伏侧的输出特性,可根据逆变器的输出能力计算其可输出的最大有功功率,利用直流母线两端的超级电容变换器稳定母线电压,光伏升压变换器用于控制光伏功率出力以快速与逆变器有功功率出力匹配。仿真结果表明,在不对称故障下,所提方法可在稳定直流母线电压的同时,实现光伏侧输出功率的快速调节。     

新型高效率两级式单相光伏并网逆变系统的研究与应用

为了使两级式单相光伏并网逆变器在具备漏电流抑制能力的同时具有较高的转换效率,提出了一种新型高效率两级式单相光伏并网逆变系统。该系统采用前级为ZVS Boost升压电路,后级为H6逆变拓扑的结构。分析了它们各自的工作原理,研究了该光伏并网逆变系统的整体控制策略。最后,搭建了所提出的两级式单相光伏并网逆变系统的实验平台,对理论分析进行了实验验证,结果表明所设计的光伏并网逆变器不但具有较高的入网波形质量,而且有很高的转换效率,其最高效率可以达到97.26%。     

多路单级式直流侧串联光伏逆变系统的研究与分析

多路单级式直流侧串联光伏逆变系统拓扑结构由光伏阵列、直流侧串联电容、级联的单相全桥逆变器和隔离变压器构成.由于减少了直流升压环节,拓扑结构更简单,而将直流侧电容相串联则能够减少主电路电流,使用MOSFET 作为开关器件在该拓扑结构中更具优势,MOSFET能够使开关损耗减少,同时在并网逆变环节采用载波移相SPWM调制方式...     

三相SPWM混合调制Boost集成式光伏逆变器EI北大核心CSCD

相比于传统两级式光伏发电系统,三相Boost集成式光伏逆变器具有结构简单、成本低、集成度高、可实现单级能量变换等优点。现有的三相电压源型逆变器SPWM调制策略均可直接应用于Boost集成式升压逆变器。然而,其直流母线电压随着调制比M而大范围变化,导致开关管承受较大的电压应力;更重要的是,由于占空比呈正弦规律变化,升压电感电流含有很大的低频纹波分量,导致电流应力和通态损耗严重增加。为此,基于叠加原理,提出了三相SPWM混合调制策略。其可实现集成式逆变器直流母线电压与逆变输出电压/电流的解耦控制,降低器件电压应力;升压电感在每个开关周期内的充电时间恒定为DTs,从而从理论上彻底消除了其电流的低频脉动。通过一台1.4k W/10k Hz的原理样机,对三相SPWM混合调制Boost集成式逆变器的可行性进行了实验验证。     

基于DSP的光伏水泵变频调速系统

介绍一种基于DSP的光伏水泵变频控制系统.利用空间矢量PWM算法实现对光伏阵列母线电压动态补偿的功能,保证在光伏阵列工作电压大范围变化条件下,变频驱动电机满足恒磁通调速控制.同时结合光伏水泵系统的工作特点,提出了一种简单实用的光伏阵列最大功率点跟踪控制方式,稳定可靠地实现了系统的最大功率点跟踪控制.     

Modelling and analysis of a power line communication system with QPSK modem for renewable smart grids

Monitoring and metering processes are required to be performed in renewable energy conversion systems like smart grid applications of the conventional grid system. These processes concerning renewable energy sources are analyzed in this paper in order to propose a solution for solar power systems. The DC-AC conversion system proposed in this paper covers a solar power plant with a maximum power point tracking system and IGBT based three-phase inverter to generate three-phase AC line voltages. The modelled transmission line is not only used to carry the generated voltage but also to transmit the generated power rate of the solar plant in real-time. The power line communication (PLC) infrastructure employed is based on Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) modems. In order to overlap QPSK modulated data to the three-phase transmission line at the inverter and grid sides a coupling interface is also designed in the study. The current, voltage and power data generated by the photovoltaic (PV) panels are successfully monitored over transmission lines owing to the developed system. As a result, additional monitoring costs are eliminated by using the proposed technique instead of SCADA or Ethernet-based systems.     

变频技术与能量回馈控制在游梁式抽油机上的应用

变频技术因其节能、安全、易控制、操作方便等优点,在油田生产领域得到广泛应用,逐渐成为抽油机电力拖动系统的主要控制技术之一。介绍了游梁式抽油机的工作特点,指出了变频拖动的优点,根据游梁式抽油机的工作特点,讨论了变频技术在游梁式抽油机上的一些控制问题,并对变频拖动系统的应用方案进行了分析,得出高性能矢量变频器配置性能优越的能量回馈控制单元,是日前游梁式抽油机最佳的节能控制技术方案。     

Performance Optimization of Induction Motor-Pump System Using Photovoltaic Energy Source

The optimization of a photovoltaic pumping system based on an induction motor driven pump that is powered by a solar array is presented in this paper. The motor-pump subsystem is analyzed from the point of view of optimizing the power requirement of the induction motor, which has led to an optimum u-f relationship useful in controlling the motor. The complete pumping system is implemented using a dc-dc converter, a three-phase inverter, and an induction motor-pump set. The dc-dc converter is used as a power conditioner and its duty cycle is controlled so as to match the load to the array. A microprocessor-based controller is used to carry out the load-matching.     

高压变频器在尾矿输送系统改造中的应用

分析了尾矿输送系统中的能源浪费现象,提出了选用高压变频器对初级泵站的改造方案。介绍了高压变频器在尾矿输送中的设计与应用,并对其方案进行了可行性及经济效益的分析论证。     

电力电子技术在电力系统中的应用

概述性地介绍电力电子技术在电力系统中的应用,探讨国内在此领域的研发体系和过程管理中存在的问题,并为变频器企业拓展介入电力系统的新产品提供建议.     

逆变器电路及其系统结构综述

随着焊接设备、太阳能和风能在生产和生活中获得了越来越广泛的应用,其关键技术(逆变技术)也得到广泛的应用,因此逆变技术在新型能源的的开发利用和焊接设备应用领域有着至关重要的地位；新型的逆变电路和先进的控制技术渗透到逆变电源系统中,使得逆变电源向高频化、低损耗和低谐波畸变率等方向发展,构成了现代逆变电源的三个关键性指标；本文系统地论述了DC-AC逆变电源技术中传统的和新型的电路拓扑,并指明了它们各自的优点,同时也详尽的论述了典型逆变电源系统结构,表明高频环节逆变技术替代低频环节逆变技术是发展的必然趋势.     

ATV61变频器在太原十水厂泵房中的应用

主要介绍了ATV61变频器在太原十水厂泵房的应用,为实现水泵节能降耗和自动控制的目标应用现代控制理论设计了控制系统,给出了变频器的调试参数,变频器接线电气原理图,分析了其运行方式及节能效果,对水厂节能减排有着积极地推动作用。     

含多个不对称光伏并网系统的配电网三相随机潮流计算

采用序贯蒙特卡洛模拟方法,分析了含单相光伏和三相光伏并网系统的不对称辐射形配电网的三相随机潮流计算。其中,考虑了天气的随机变化,对太阳能辐射进行逐时模拟,计及了光伏阵列效率的逐时变化、光伏阵列的有效光照面积、最大功率点跟踪和逆变器效率及整个光伏发电系统的可靠性等,对并网光伏发电系统输出进行逐时随机模拟。采用时变负荷模型并计及其随机性,编制了含光伏并网系统的配电网三相随机潮流计算程序。实际算例验证了所述方法的可行性和实用性。     

光伏并网逆变器的研究

对光伏并网中的双向逆变器控制系统进行了理论探讨;利用小信号分析法得出系统电压和电网电流的数学模型,设计出使光伏并网双向逆变器稳定的控制方案和选择相应参数的方法;最后,将研制出的光伏并网双向逆变器与电力系统连网,通过实验验证了该双向逆变器系统模型的可行性,对于开发和研究光伏并网逆变器的产品具有实用价值.