光伏并网逆变器控制和仿真

为了达到提高光伏逆变器的容量和性能目的,采用并联型注入变换技术。根据逆变器结构以及光伏发电阵电流源输出的特点,选用工频隔离型光伏并网逆变器结构,并在仿真软件PSCAD中搭建光伏电池和逆变器模型,最后通过仿真与实验验证了理论的正确性和控制策略的可行性。     

基于LLC隔离的光伏并网逆变器研究

传统光伏并网逆变器使用工频变压器进行隔离,体积大、笨重、成本高、效率低。提出了一种利用半桥LLC串联谐振电路进行隔离的光伏并网逆变器方案,分析了两级式光伏并网逆变器各级结构、组成、工作原理把采用变压器隔离和半桥LLC串联谐振电路隔离的光伏并网逆变器进行对比可知,采用LLC谐振电路进行隔离比变压器效率高、重量轻、体积小。     

光伏并网的控制策略与最大功率点跟踪的仿真分析

太阳能是一种丰富干净的可再生性能源,研究可靠的光伏并网发电系统控制策略和光伏电池输出特性与最大功率跟踪是非常重要。该文分析了光伏电池的工程数学模型,根据光伏电源输出特性与交流电源之间功率流动特征,提出了并网控制方案采用电压电流双闭环控制结构方法相结合的单级式光伏并网系统,使光伏电源并网逆变器输出电流完全与电网电压相位一致。此外,针对最大功率跟踪算法的实现和并网控制策略的配合问题进行了稳定性分析,最后通过仿真与实验验证了理论分析的正确性及控制策略的可行性。     

解析光伏并网逆变器的设计理念与控制方法

由于并网光伏发电系统的运行控制程序比较复杂,逆变器的设计与控制就成为了光伏发电的主要限制性因素.目前针对光伏并网逆变器的研究已经取得了初步的成果,电力企业在实际应用过程中取得了良好的经济收益,满足了社会活动中电力能源的需求,对世界清洁能源获取途径的研究起到了重要的推动作用.     

光伏发电系统逆变器的设计

本文根据光伏电池阵列和逆变电路的特点,研究比较了常见的光伏逆变器拓扑结构,本文针对光伏发电系统,设计了一种并网逆变器。选择由前级DC-DC电路和后级DC-AC电路组成的双极式系统;比较分析了各种DC-DC电路最终选择了Boost电路作为升压电路,后级的DC-AC电路采用了基本全桥逆变器。在设计光伏并网逆变器的基础上,利用Matlab对系统的各个控制环节以及主电路进行了仿真,最终验证了控制的正确定性。     

三相光伏并网发电系统主电路设计

对比分析单级型和多级型光伏并网逆变系统的优缺点,以及光伏阵列可扩展性,确定了双级型并网逆变器拓扑结构,电压源电流控制方式,带工频变压器隔离的拓扑方式,对BOOST电路、逆变器、LCL滤波器等主要元件进行设计,为主电路设计提供了理论依据。仿真验证了LCL滤波器设计的合理性。     

单相光伏发电并网逆变器研究

随着全球能源的日益匮乏,太阳能作为可再生能源具有非常广阔的发展前景。光伏发电并网逆变器是太阳能并网的关键部分,其性能的好坏直接关系到整个光伏发电并网系统的性能。简要介绍了光伏发电并网逆变器的基本结构;分析了逆变桥电路的基本工作原理;并提出了相位矫正的锁相方法。随着并网逆变器技术水平的不断提高,以及政府对太阳能利用越来越多的有利政策的提出,太阳能逆变器在中国必将有巨大的市场。     

三相并网逆变器数学模型与控制策略研究

并网逆变器在光伏并网发电系统中承担着将光伏电池发出的直流电逆变成符合并网要求的正弦交流电供交流负载使用或并入电网。文中建立了dq旋转坐标系下的三相并网逆变器的数学模型,提出了一种新的SVPWM控制算法,分析研究了电网电压定相SVPWM控制策略并设计了电压电流双环控制器及基于瞬时无功理论的锁相环,通过锁相仿真波形验证了简化设计的可行性。     

5kW光伏并网发电系统及其仿真研究

随着新能源发电的迅速发展,越来越多的可再生能源被转化为电能并通过并网逆变器输送到电网。利用MATLAB仿真工具箱建立了由光伏阵列输出、Boost升压电路、逆变器、控制器、电网等组成的5 kW光伏并网发电系统的仿真模型,研究了光伏并网系统的特性。采用变结构模糊PID控制器实现5 kW光伏发电系统的MPPT;采样电网电压作为逆变器电流的参考信号,利用滞环比较法控制逆变器,实现系统输出电流与电网电压同频同相,功率因素近似为1。仿真结果表明,系统较好地实现了光伏发电系统的MPPT及安全并网,对实际光伏并网系统的设计有参考意义。     

分布式供电网络中新型光伏并网逆变器研究

并网逆变器在以光伏发电为电力来源的分布式供电系统中起到关键的连接作用,其可将光伏阵列所发电能逆变为与电力网络电压频率相同、相位一致的电压与电流保证光伏发电系统和电力网络正常运行。但传统并网逆变器存在共模漏电流严重,中点电位二次脉动以及转换电压二次谐波含量较多的问题。为改善并网逆变器的逆变性能,设计一种新型无隔离变压器结构的单相逆变器。分析新型并网逆变器直流变换电路模块和直流交流变换电路模块的工作机理,并将其与传统并网逆变器对光伏阵列所产生的电平处理效果进行仿真比较,结果表明,新型逆变器输出逆变电压二次谐波含量较传统逆变器降低54.87%,具有较好的逆变功能。     

光伏发电系统并网控制技术现状与发展(上)

太阳能是理想的可再生能源,随着太阳能光伏并网发电应用越来越广泛,光伏并网控制技术成为新的研究热点,而不同的电路拓扑结构所采用的并网控制策略有所不同,因此本文对光伏并网发电系统的应用前景以及并网控制技术现状进行了综述,在介绍光伏并网发电系统的拓扑结构与并网控制技术工作原理的基础上,按照并网滤波器的分类分别阐述了基于L型、LC型滤波器的单级式三相光伏逆变系统的数学模型与并网电流控制策略。     

激光供能无人机光伏接收器效率优化方法

激光供能无人机(LPUAV)通过激光无线能量传输进行实时能量补给,大幅提升无人机续航时间。但激光束能量分布不均匀,导致光伏接收器效率低下。通过推导串并联光伏组件在不均匀光照条件下的输出方程,针对I-V、P-V曲线、光伏电池效率及组件整体效率进行对比研究,着重分析了串并联组件效率与光照不均匀度的关系及内在机理。研究表明,并联旁路二极管的串联组件在不均匀光照下存在多峰现象,且光伏电池易受影响而偏离最大功率点,导致组件整体效率降低,而并联组件受不均匀光照影响较小,但组件电压较低。其次搭建激光无线能量传输的实验装置,进行了不均匀激光辐照下激光无线能量传输的初步研究,并对比了串并联组件的输出特性。研究结果验证了通过优化电路连接方式以提高光伏接收器效率的可行性。     

局部阴影下光伏阵列各拓扑结构输出特性研究

局部阴影条件下,不同拓扑结构的太阳能电池板具有不同的功率输出特性,直接影响到整个光伏阵列输出效率。文中在局部阴影条件下光伏阵列数学模型的基础上,设计并搭建SP、TCT和BL 3种拓扑结构4×4光伏阵列的仿真模型。在各局部阴影情形下,对3种拓扑结构的最大输出功率进行仿真并对仿真数据对比分析。研究表明,在不同阴影移动模式中,光伏阵列的最大输出功率与拓扑结构呈现一定的规律性,对光伏电池板拓扑结构设计有一定的借鉴意义。     

基于模糊控制的光伏并网逆变器MPPT控制研究

最大功率点跟踪控制的目的是为了将光伏阵列发出的最大能量实时地提供给负载,使光伏发电系统的能量利用率达到最大。在光伏阵列产生电能的应用中,有许多不确定因素,如太阳光照强度、光伏阵列温度的变化、负载的变化、光伏阵列输出特性的非线性,则建立模型分析光伏阵列输出最大功率要考虑很多的因素。从模糊控制技术的分析中知道,模糊控制不需要对被控对象建立精确的数学模型,是一种相对简单的智能控制方法,对处理非线性问题有很好的效果。因此,用模糊控制法来实现MPPT可以得到比较好的效果。本文基于此研究了光伏阵列的非线性功率输出特性,建立了基于Matlab simulink/Power system的光伏阵列仿真模型,对基于模糊控制采用扰动观察法进行光伏发电最大功率点跟踪进行了仿真验证。     

光伏电池阵列及MPPT仿真研究

应用仿真软件MATLAB中的Simulink工具,在光伏电池数学模型基础上,建立了一种光伏电池工作的仿真模型。同时对MPPT控制原理进行分析,并搭建了一种MPPT仿真模型,在不同的光照强度、环境温度下进行仿真。仿真结果表明,光伏电池模型输出基本同实际输出相似。验证了所研究的MPPT控制系统能很好地实现最大功率跟踪,并能快速响应外界温度和光照强度的变化,能够有效提高光伏电池的效率。     

透镜与电池间距对聚光光伏系统特性影响的实验研究

实验研究了聚光太阳电池上光照强度、短路电流、开路电压、电池温度和光电转换效率随菲涅耳透镜与电池的距离变化关系。结果表明,聚光条件下,太阳电池性能的提高主要源于短路电流的变化,而不是开路电压;聚光后,太阳电池与透镜距离为焦长时,输出功率可以达到最大值;太阳电池的最大单位光强转换效率需要把太阳电池放到透镜焦点前。本文研究结果对于聚光光伏系统的研制具有指导意义。     

高效率激光无线能量传输系统闭环控制研究

为了实现高效率激光无线能量传输系统的研究,基于Simulink建立了激光无线能量传输系统的闭环控制仿真模型,实现了激光光伏阵列的最大功率点追踪、降压电路搭建和锂电池智能充电控制,并结合激光光伏阵列的输出特性和锂电池多阶段恒流充电方法的特性,提出了一种基于激光功率密度闭环信号控制的新型锂电池多阶段恒流充电方法.结果表明,...     

含氢储能的多源联合发电系统调度研究

风电和光伏发电具有间歇性和随机性,为了降低在多源联合发电系统中的弃风弃光率,采用含氢储能系统和火电机组配合来平滑风电和光电机组出力。文中以系统运行成本最小和弃电惩罚成本最小为目标,以系统功率平衡、火电机组出力和爬坡、热备用、风电和光电出力及储能系统储氢罐容量、电解槽和燃料电池功率等为约束条件构建了多源联合发电系统日前调度模型。通过YALMIP工具箱对模型进行编程,并调用CPLEX对编写的程序进行求解。对含有风电、光电、火电机组以及储能系统的多源联合发电系统进行算例分析,通过对比有无储能系统的弃风弃光量和系统总运行成本,证明了含氢储能系统可以有效降低系统的弃风弃光率,并提高系统的经济性。     

激光供能无人机接收端的光伏阵列重构方案

激光供能无人机是以激光作为能量载体,对无人机进行实时无线能量传输,提升无人机续航时间。由于激光束能量分布不均匀,导致光伏接收器效率低下。为提高接收器转换效率,针对全交叉连接结构优化问题,提出一种基于最小均衡差的重构方案。首先对激光高斯分布情况进行数学建模,获取光伏电池单体的辐照度。然后利用最小均衡差原则对全交叉连接结构进行优化,并对各种连接结构进行仿真。仿真结果表明：阵列重构后具有更高的输出功率、转换效率和填充因子,更低的功率损耗,且相较于重构前最大输出功率分别提升了29.13%、32.25%。