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。

单片机控制的1kW太阳能光伏交流水泵

本文研究了MCS-51单片机控制的1kW太阳能光伏交流水泵。采用了MOSFET逆变器驱动潜水螺杆电泵的方案。MOSFET逆变器采用脉宽调制技术。针对螺杆电泵的恒转矩特点,提出最大频率跟踪(MFPT)代替最大功率跟踪,简化了控制。最后给出了实验结果。

光伏发电系统中双环电流模式Boost变换器的研究

在光伏发电系统中,前级Boost升压变换器采用单环电压模式控制时,动态响应速度慢,系统的稳定性差,针对上述问题,利用UC3842设计了双环电流模式控制系统、内部电流环和外部电压环。先对内部电流环进行斜坡补偿,然后推导控制系统的开环传递函数,根据其开环频率特性对外部电压环进行PI调节,提高系统的动态响应速度和稳定性。试验结果与理论分析一致,证明了双环电流模式控制系统具有动态响应速度快和稳定性好等优点,控制效果较好。

应用动态虚拟阻抗的光伏微网新型下垂无功补偿控制

在光伏构成的交流微网系统中,逆变装置通过公共连接点与大电网相连,通常采用下垂控制来维持光伏电源点的功率平衡和电压稳定,其中电压稳定通过无功补偿来实现。在光伏微网实际系统中,电压调节过大会引起电气设备脱网,针对此问题本文提出一种下垂无功补偿控制方案,具体是引入新型下垂系数来增加无功补偿动态性能。由于输电段线路阻抗不匹配,造成无功分配存在误差,针对此问题本文提出一种虚拟阻抗来提高无功分配精度,具体是采用动态虚拟阻抗来改善系统的阻性特征,补偿压降。将上述策略通过Matlab/Simulink仿真和实验来验证本文所提方案可以有效提高光伏微网控制性能。

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。

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。

Power Transfer of PV Inverter from DC to AC Voltage Source

This paper presents a simple approach of a topology already known in the literature, applied in active power transfer from direct current source to any alternating current voltage source, whether the utility power or a voltage inverter that is forming an isolated AC grid. The photovoltaic inverter works as current controlled voltage source inverter that provides a sinusoidal current to the AC grid. The inverter is insulated from the grid by a transformer. The system is discussed and modeled. Simulation results of this application are presented and experimental results validate this topology.