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1、·卷電力系統(tǒng)自動化,年』光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中逆變器的設計與控制方法‘,董密羅安,湖南大學,中南大學信息科學與工程學院湖南省長沙市電氣與信息工程學院湖南省長沙市摘要針對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中關健部件逆變器的結(jié)構設計與控制方法研究進行了詳細分析。、—,和闡述從電網(wǎng)光伏陣列以及用戶對逆變器的要求出發(fā)分析了各種不同的逆變器拓撲結(jié)構與控制方法,比較其運行效率和控制效果。對于目前國內(nèi)外光伏發(fā)電系統(tǒng)中并、巫網(wǎng)逆變器的研究現(xiàn)狀,指出光伏發(fā)電系統(tǒng)中并。待解決的問題進行了闡述網(wǎng)逆變器高效可靠運行的發(fā)展方向關鍵詞光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)逆變器拓撲結(jié)構最大功率點跟蹤孤島效應中圖分類號引言為了避免光伏并
2、網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對公共電網(wǎng)的污染,逆變器應輸出失真度小的正弦波。影響波形失,由于傳統(tǒng)能源的枯竭和人們對環(huán)境的重視電。真度的主要因素之一是逆變器的開關頻率在數(shù)控,力系統(tǒng)正面臨著巨大變革分布式發(fā)電將成為未來,。,逆變系統(tǒng)中采用高速等新型處理器可明顯提仁口電力系統(tǒng)的發(fā)展方向其中光伏發(fā)電以其獨特,,、高并網(wǎng)逆變器的開關頻率性能它已成為實際系統(tǒng)的優(yōu)點被公認為技術含量高最有發(fā)展前途的技術,之一川。但是光伏發(fā)電系統(tǒng)存在著初期投資大、成廣泛采用的技術之一同時逆變器主功率元件的選擇也至關重要。小容量低壓系統(tǒng)較多地使用功率場本較高等缺點,因而探索高性能、低造價的新型光電,轉(zhuǎn)換材料與器件是其
3、主要研究方向之一。另一方效應管它具有較低的通態(tài)壓降和較高,、的開關頻率但隨著電壓升高其通態(tài)電面進一步減少光伏發(fā)電系統(tǒng)自身損耗提高運行效,率,也是降低其發(fā)電成本的一個重要途徑。逆變器阻增大因而在高壓大容量系統(tǒng)中一般采用絕緣柵,一,雙極晶體管而在特大容量系統(tǒng)中般采效率的高低不僅影響其自身損耗還影響到光電轉(zhuǎn)。換器件以及系統(tǒng)其他設備的容量選擇與合理配置。用可關斷晶閘管作為功率元件困〔,〕〔〕,因,依據(jù)一和標準所此逆變器已成為影響光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)濟可。,有并網(wǎng)逆變器必須具有防孤島效應的功能孤島效靠運行的關鍵因素研究其結(jié)構與控制方法對于提、高系統(tǒng)發(fā)電效率、降低成本具有極其重
4、要的意義川。應是指當電網(wǎng)因電氣故障誤操作或自然因素等原,本文從電網(wǎng)、光伏陣列以及用戶對于并網(wǎng)逆變因中斷供電時光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)未能及時檢測出,,停電狀態(tài)并切離電網(wǎng)使光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)與周圍器的要求出發(fā)分析了不同的逆變器拓撲結(jié)構與控制方法,比較了其運行效率和控制效果。對于目前的負載形成一個電力公司無法掌握的自給供電孤。。國內(nèi)外光伏發(fā)電系統(tǒng)中并網(wǎng)逆變器的研究現(xiàn)狀、巫島川防孤島效應的關鍵是對電網(wǎng)斷電的檢測,,為了保證電網(wǎng)和逆變器安全可靠運行逆變器待解決的技術問題進行了綜合進一步指出了光伏。發(fā)電系統(tǒng)中并網(wǎng)逆變器高效可靠運行的發(fā)展方向。與電網(wǎng)的有效隔離及逆變器接地技術也十分重要
5、電氣隔離一般采用變壓器。在三相輸出光伏發(fā)電系光伏發(fā)電系統(tǒng)對逆變器的要求,統(tǒng)中其接地方式可參照國際電工委員會規(guī)定的非一、一光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)一般由光伏陣列、逆變器和接地方式單個保護接地方式和變壓器?？刂破鞑糠纸M成。逆變器是連接光伏陣列和電網(wǎng)中性線直接接地而用電設備的外殼通過保護線一〔’。一。,與接地點金屬性連接川的關鍵部件它完成控制光伏陣列最大功率點運行和向電網(wǎng)注人正弦電流兩大主要任務。光伏陣列對逆變器的要求電網(wǎng)對逆變器的要求由于日照強度和環(huán)境溫度都會影響光伏陣列的,逆變器要與電網(wǎng)相連,必須滿足電網(wǎng)電能質(zhì)量、功率輸出因此必須通過逆變器的調(diào)節(jié)使光伏陣列,防止孤島效應和安
6、全隔離接地個要求。輸出電壓趨近于最大功率點輸出電壓以保證光伏陣列在最大功率點運行而獲得最大能源。常用的最一一一一。、“收稿日期修回日期大功率點跟蹤方法有定電壓跟蹤法上。國家自然科學基金資助項目”、‘幻。山法干擾觀察法及增量電導法電力系玩自動住,用,,戶對逆變器的要求夠靈活無法擴展不能滿足光伏陣列直流輸人的多,、。,,從光伏發(fā)電系統(tǒng)的用戶來說成本低效率與可變性因此在直流輸人較低時考慮采用交流變壓、。,靠性高使用壽命長是其對逆變器的要求因此對,以得到標準交流電壓與頻率,器升壓同時可使得輸一’’‘,逆變器的要求通常是「〕①具有合理的電路結(jié)構人輸出之間電氣隔離。、‘。嚴格
7、篩選的元器件具備輸人直流極性反接交流輸圖為帶工頻變壓器結(jié)構的光伏逆變系統(tǒng)〔〕、。出短路過熱過載等各種保護功能②具有較寬的,因其最大優(yōu)點是逆變器在低壓側(cè)此逆變橋可以采。直流輸人電壓適應范圍由于光伏陣列的端電壓隨用高,頻低壓器件節(jié)省了初期投資而且,負載和日照強度而變化因此逆變器必須能在較寬逆變器的控制在低壓側(cè)實現(xiàn),使得控制更易實現(xiàn)。,的直流輸人電壓范圍內(nèi)正常工作且保證交流輸出此結(jié)構還適用于大電流光伏模塊。電壓的穩(wěn)定。③盡量減少中間環(huán)節(jié)如蓄電池等的,、。使用以節(jié)約成本提高效率一逆已子一變一器逆變器結(jié)構的發(fā)展光伏陣列為了能夠設計出盡量滿足上述各項要求的并網(wǎng),逆變器大多數(shù)研
8、究人員一直
