三相电流型光伏交流模块的研究

为提高光伏(PV)并网逆变器的寿命,研究了一种三相电流型光伏交流模块。分析了电流型逆变器的工作原理,结合太阳能光伏发电系统的要求,设计功率跟踪外环和电网电压定向的电流矢量内环的双环控制系统,并采用最小开关频率电流型正弦脉宽调制(SPWM)策略,改善了输出波形质量和系统效率。根据系统模型仿真优化参数,设计并搭建了一台3kVA的实验样机,仿真和实验结果验证了控制方案的正确性和可行性。

基于交流储能的光伏柔直系统多时间尺度调压控制

由于光伏发电受光照强度等因素影响明显,导致其与模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)并网运行时功率不均衡,影响系统直流电压稳定性。该文针对光伏接入柔直系统的多时间尺度功率不平衡问题进行研究,提出光伏送电端交流侧储能方案及附加功率反馈环控制策略,协调消纳多时间尺度及交流故障场景下系统产生的不平衡功率。所搭建21电平35 k V光伏并网柔直模型的仿真结果表明,在光照强度突变至600 W/m2的情况下,采用附加功率反馈环控制策略时储能系统对直流电压波动的抑制水平可达11.9%,交流故障时其对直流电压波动的抑制水平可达23.7%,验证了该方案及控制策略的可行性。

一种用于光伏直流模块的高升压比直流变换器

针对光伏直流模块,研究了一种非隔离高升压比直流变换器,该变换器具有宽输入电压、高升压比、高效率等特点。详细分析了该变换器的拓扑结构及工作原理,进行了相关理论公式推导,分析了光伏直流模块的外特性要求并介绍了相应的控制方案。结合直流光伏发电模块的电气技术指标,设计了基于该非隔离高升压比直流变换器的160 W光伏模块实验样机,通过实验验证了该电路的特点及理论分析和样机设计的正确性。

中水十局装备工程公司易门县马头村光伏项目220千伏升压站顺利并网

10月28日,由中水十局装备工程公司承建的易门县马头村光伏项目220千伏升压站建安工程带电成功并顺利并网。易门县马头村光伏项目220千伏升压站建安工程位于云南省玉溪市易门县南部十街彝族乡马头村,规划82个组串式逆变方阵,交流侧装机容量为230兆瓦。项目采用“药光互补”的立体光伏土地综合利用模式,被列入云南省2022年度“重中之重”项目。

以光伏为主体的分布式发电系统并网体系结构的研究

研究了以光伏组件为主体的分布式发电系统的汇流并网结构。主要包括:实现光伏电池工程模型、电导增量法的MPPT方法,基于电网电压定向的矢量控制并网方法和最大功率点的热斑效应;研究微电网控制中常用的PQ控制策略、V/f控制策略,用Simulink实现仿真;仿真分析了主要的几种光伏汇流系统的结构:直流模块式结构、交流模块式结构,并在Simulink上对它们的性能进行测试,验证其可行性。

两级隔离式微功率光伏并网系统仿真与研究

交流模块式作为一种光伏发电系统架构,具有抗阴影能力强、即插即用、可靠性高等优点,已成为光伏发电系统的重要架构之一。重点介绍了交流模块式发电架构的核心设备,即前级采用全桥LLC谐振变换器、后级采用全桥逆变器的两级电路结构的微功率光伏并网逆变器(PVMI)方案,建立了基于Psim包括并网电流控制、MPPT、孤岛保护在内的光伏并网系统仿真模型。仿真验证了所采用的光伏系统方案的可靠性和先进性,为试验样机的开发提供了理论基础。

兆瓦级光伏中压直流并网变换器研制及实证应用

光伏中压直流汇集并网系统通过中压直流并网变换器实现光伏电能升压汇集。针对中压大功率、大升压比光伏直流变换器技术需求,提出采用基于Boost全桥隔离功率模块输入并联输出串联的模块级联型直流变换器拓扑,实现大功率、高电压、大升压比光伏功率变换功能;针对级联型直流变换器多模块均压、均流问题,提出一种分布式模块均衡控制策略,实现功率模块及变换器的可靠运行。研制了5 kV/80 kW功率模块,搭建了直流变换器实验平台,对提出的拓扑方案及控制策略进行了实验验证;基于14台功率模块研制完成±30 kV/1 MW光伏中压直流并网变换器,建立了±30 kV光伏中压直流汇集并网实证系统,完成了系统实证测试,实现了系统稳定运行。

光伏／风能发电控制逆变系统

该系统采用全数字控制技术、重复控制原理和PWM整流技术实现电能的变换，将太阳能电池阵列发出的直流电力和风力发电机发出的不稳定交流电力，通过智能型全数字控制器实现最大功率跟踪和对蓄电池组的智能充电控制，再经过以32位数字信号处理器DSP为控制核心的DC／AC逆变单元变换成高质量的正弦波交流电力。该系统逆变单元主回路采用智能型IGBT功率模块（IPM），与全数字可编程太阳能控制器和风力控制器合二为一，组成光伏／风能发电控制逆变系统，且可并网运行，较好地实现了太阳能和风能这一再生能源的最大限度的利用。

局部阴影条件下光伏阵列Matlab仿真及输出效率分析

提出Matlab自带电池模型完全可作为局部阴影情况下光伏组件及阵列的电池单元。分析了一个具体组件的结构。通过仿真,得到集中式系统输出功率与交流模块系统输出功率的对比分析,用具体数据证实了交流模块系统在局部阴影情况下对输出效率的提高能力。指出交流模块系统必将是高效光伏发电系统的主流。

光伏交错反激逆变器解耦控制方法的研究

交流光伏模块将光伏组件与微型逆变器集成为一体,构成一个可直接与电网或负载连接的光伏发电系统模块。微型逆变器独立控制每一个光伏组件,因此受到外部环境条件变化影响小,光伏电池的利用率优于其他光伏并网发电系统结构。首先,介绍了交错式反激逆变器的拓扑结构、工作原理以及并网控制技术;再对3种主动式功率解耦方式及控制方法进行了比较;仿真分析结果表明,3种功率解耦方式能够有效抑制二倍频功率扰动,提高了光伏电池板的效率,可延长电容寿命,但同时增加了设备的体积和成本,逆变效率也会相应下降,电路拓扑和控制都变得复杂。

基于MMC并网的光伏系统安稳策略研究

经模块化多电平换流器(MMC)并网的光伏系统,交流侧故障后并网点电压迅速下降,对系统的安稳运行提出了严峻考验。首先阐述了基于MMC并网的光伏系统拓扑结构,分析了MMC的基本运行原理,针对交流侧故障引起并网点电压跌落提出了紧急无功功率支援控制策略,以保障系统的稳定性。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了系统模型,在交流侧分别发生单相接地故障与三相短路故障的情况下对系统进行仿真分析,结果表明故障期间采用该控制策略能较好地提升系统的稳定性。

一种新型PV AC Module的研究

为了解决传统的两级式光伏交流模块PV AC module存在的结构复杂、成本高、效率低等问题,提出了一种新型PV AC module。该AC module的前级为传统的Boost变换器,完成光伏组件的最大功率点跟踪和光伏接口电压的泵升;后级采用高增益集成式逆变器,实现直流母线电压的泵升和并网发电功能。分析了PV AC module的系统结构,工作原理及控制策略,并通过一套250 W/40 kHz的样机仿真模型,验证了方案的可行性与理论分析的正确性。研究结果表明:该新型PV AC module具有结构简洁、控制简单、成本低、效率高等优点。

一种新型的交错反激微逆变器MPPT和并网控制策略

针对DCM模式运行的交错反激微型并网逆变器,提出了一种新的MPPT和并网电流控制策略。首先根据并网电流与占空比的表达式,给出主开关管占空比调制指令,并提出一种双频率并网控制策略;其次根据已有光伏电池模型,在Matlab上模拟了光伏电池随输出电流变化时的V-I、P-I特性曲线,根据扰动观测法设计了基于并网电流扰动的MPPT算法,将MPPT输出作为并网电流幅值给定,同时实现MPPT和并网电流控制功能;最后在Matlab/Simulink上对额定功率280W、最大功率点电压35.28V、最大功率点电流7.94A、并网电压220V的交错反激微逆变器光伏并网系统进行仿真分析,仿真结果表明该控制策略能够实现MPPT和并网电流控制的功能,具有较高的控制精度和动、静态响应特性,MPPT迅速准确,并网电流波形质量良好。