基于DSP的大功率光伏并网逆变器的设计研究

论述了大功率光伏并网逆变器的基本原理,采用先进最大功率点跟踪技术(MPPT)和高效的SVPWM逆变器技术,实现直流太阳能转换为电网工频交流电能,且确保以功率因数1输出高质量的电能波形。研制了500KW试验样机,实验结果表明该主电路拓扑及软硬件设计的正确性和可行性,且具有良好的并网性能。

大功率光伏并网逆变器控制系统关键技术的研究与实现

介绍了大功率光伏并网逆变器的主要技术指标及主电路拓扑,重点分析了大功率光伏并网逆变器控制系统及其关键技术,包括电流环、电压环、最大功率点跟踪MPPT及孤岛检测等。应用这些关键技术设计的500 k W光伏并网逆变器具有优秀的电气性能,并给出了部分试验结果。

大功率光伏并网逆变器LCL滤波器参数分析与实验研究

LCL滤波器是光伏并网逆变器的必要组成部分,文章结合实际参数详细计算了逆变侧滤波电感、网侧滤波电感和滤波电容间的配比,研究了不同电感配比与谐振频率的关系。通过Bode图和Matlab/Simulink仿真模拟了配置何种电感和电容值可取得较佳谐波抑制效果。实验结果验证了理论计算数据的准确性和可靠性。

500kW大功率光伏并网逆变器的LCL滤波电路设计

本文在对比逆变器输出侧L及LCL滤波器优劣的基础上,对500kW大功率光伏逆变器上的LCL滤波器参数选型做了详细分析。最后,在所选参数基础上,基于D—Q分解法,对500kW光伏逆变器进行了并网仿真,实现了单位功率因素并网运行。仿真证明了LCL滤波电路选型的正确性。

新型大功率光伏并网逆变器关键技术仿真研究

大型光伏电站需要的并网逆变器单机功率越来越大,然而在低功率情况下,单机大功率光伏并网逆变器效率会迅速下降。如何解决在低功率条件下大功率逆变器的效率问题成为一项值得研究的关键技术。提出了一种基于不平衡功率单元并联技术的1 MW新型光伏并网逆变器,可有效提高大功率逆变器在低功率条件下的效率和电能质量。详细地叙述了新型逆变器的工作原理,提出了不平衡功率单元无扰切换方法。基于MATLAB仿真模型对无扰切换方法进行了仿真研究,仿真结果表明并网逆变器切换过程中的扰动问题得了到很好的解决。

大功率光伏并网逆变器电磁兼容的研究

介绍了大功率光伏并网逆变器的主电路拓扑,分析其电磁兼容问题,并提出了相应解决办法。实验结果表明,所提出的电磁兼容解决措施有效,所设计的逆变器电磁兼容性能良好、运行稳定。

大功率光伏并网逆变器控制系统分析与实现

文章深入分析了大功率光伏并网逆变器的控制系统。介绍了光伏并网逆变器的分类,以及大功率光伏并网逆变器的电路拓扑;重点分析了最大功率跟踪MPPT、功率因数调节、锁相、孤岛检测、低电压穿越等关键技术。应用这些关键技术设计的500 kW光伏并网逆变器,具有变换效率高、MPPT范围宽、并网电流失真度小、功率因数高、体积重量小、成本低等优点。

大功率光伏并网逆变器

光伏逆变器采用模块化设计和先进的智能休眠技术，并选用业界高效率功率开关器件COOLMOS，配合DSP控制技术、模块冗余备份和热插拔等，同时采用了高功率密度和系统集成设计。

大功率光伏并网逆变器低电压穿越控制策略研究

针对三相大功率光伏并网逆变器在电网扰动或故障时突然脱网给电网带来的不利影响,基于电流平衡原则提出了一种基于正负序d-q坐标系的低穿控制策略。在研究了电网电压跌落对光伏并网逆变器运行性能影响的基础上,提出了采用前馈解耦的空间矢量PWM(SVPWM)控制算法,且为了获得最大转换效率,低穿过程中一直带着MPPT控制环运行。仿真和通过了国网电科院低穿认证表明该方法能够保证光伏逆变器在电网电压跌落时不过流,同时能保证在低穿过程中三相电流波形正弦且平衡,提高了系统运行性能。

大功率光伏逆变器IGBT模块的散热分析和优化设计

针对光伏逆变器小型化、轻量化、高功率化发展带来的散热设计难题,设计了一种有效的强制风冷散热优化方案。首选,通过风量计算选定了合适风机;其次,使用代价函数对散热器质量和散热效果进行了双目标优化;最后,通过响应面优化得到了最优散热设计方案。结果表明:散热器温度和IGBT芯片结温均远低于标准要求,且保留裕量10℃以上。该结果为类似逆变器产品的散热优化设计提供了思路和参考。

基于指数分布优化器的混合光伏-温差系统最大功率点跟踪

为解决混合光伏-温差(photovoltaic thermoelectric generator,PV-TEG)系统的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)问题以提高能源转换效率和利用率,提出了一种基于指数分布优化器(exponential distribution optimizer,EDO)的混合PV-TEG系统MPPT技术。EDO通过模拟指数分布的随机变化来搜索潜在的解空间,由于随机性,算法可有效避免在局部遮蔽条件(partial shading condition,PSC)下陷入局部最优,并在搜索空间中广泛探索以找到最优解。算例研究包括启动测试、太阳辐照度阶跃变化、随机变化、香港地区四季实际算例4个部分,并与其他5种算法进行对比分析,以较为全面地验证所提EDO技术在混合系统MPPT应用中的可行性和有效性。仿真结果表明,采用EDO的混合PV-TEG系统在不同运行条件下均能稳定、高效地实现最优越的MPPT性能,尤其是在春季低辐照度的条件下,EDO产生的能量分别超过蜻蜓算法(dragonfly algorithm,DA)、增量电导法(incremental conductance method,INC)、扰动观测法(perturbation observation method,P&O)能量输出的68.85%、66.13%和59.69%。

大功率光伏逆变器的低电压穿越控制

光伏逆变器作为将太阳能转化为可用电能的关键设备,其性能和效率对光伏发电系统的运行和电能质量具有重要影响。文章对光伏逆变器低电压穿越控制进行研究,着重探讨低电压穿越的原因和影响,分析现有的低电压穿越控制策略,并提出一种高效可靠的控制方法。

基于多正弦信号注入的大功率并网逆变器电网阻抗在线测量技术研究

文中研究基于多正弦扰动信号注入的大功率并网逆变器电网阻抗测量技术。选取多正弦信号作为电压扰动,参考空间光场理论中的Gerchberg-Saxton相位恢复算法对扰动信号进行优化设计;剪辑函数作为其中的关键要素,能够决定扰动信号时域波峰的剪辑速度和剪辑能力;为提升上述性能,提出采用反正切函数代替传统算法中的对数剪辑函数,仿真结果表明,相位恢复算法的剪辑性能得到大幅提升;随后,通过逆变器将扰动信号注入电网,采用Gauss-Newton非线性最小二乘法对采集到的扰动信号特征谐波频率点的信息进行曲线拟合,获取当前电网阻抗信息;最后,于搭建的1.5 MW并网逆变器RT-Lab平台进行多弱电网场景下的阻抗测量实验,实验结果验证了此方案的有效性和准确性。

光伏多功能并网逆变器不同出力状态下无功和谐波优化方法

利用光伏多功能并网逆变器所具有的电能质量治理、谐波谐振抑制的主动优势,结合逆变器在不同出力状态下光伏发电系统的输出特性,构建光伏多功能并网逆变器不同出力状态下的无功和谐波优化方法。在所提3层优化策略中,上层优化策略以光伏并网有功功率最大化为目标函数,中层优化策略以电压谐波总畸变率和电压偏差达到相应电能质量规定指标为目标函数,下层优化策略以电压谐波总畸变率和电压偏差最小为目标函数,并采用自适应蚁群算法进行求解。基于IEEE 33节点系统进行算例分析,结果表明:基于逆变器不同出力状态的优化方法可以有效改善电网的电能质量,较好地提升电网运行的经济性;在系统稳定运行的基础上,光伏多功能并网逆变器在不同出力状态下分阶段、分主次地治理谐波和调整电压偏差,治理效果更佳。

太阳光照环境对于光伏并网逆变器温升影响的研究

光伏并网逆变器需长期工作在太阳光照暴露环境中,目前关于太阳光照对于光伏并网逆变器运行稳定性的影响的相关研究却几乎没有,光伏并网逆变器的相关检测、认证也无光照条件方面的要求。但部分光伏电站的运维人员却发现光伏并网逆变器在较强光照条件下会出现降载、停机等故障,其引发的弃光限电问题愈发受到重视。本文通过研究在不同辐照度的太阳光照环境下光伏并网逆变器各部件温升的数据分析发现,在温升试验时,额外施加的太阳光照对光伏并网逆变器的温升有着额外的提升,且越高辐照度的太阳光照对光伏并网逆变器的温升影响越大。本文可为光伏并网逆变器的设计安装及电站运维提供参考。

基于盲源分离和机器学习的光伏并网逆变器故障诊断

针对光伏并网逆变器单个开关管发生开路故障不易察觉的问题,提出了一种基于盲源分离和机器学习的诊断方法。首先,采用FastICA算法实现单个开关管开路故障的判定;其次,提取旋转电流在时域和频域下的特征值;最后,以旋转电流特征值为输入、逆变器工作状态编码为输出进行机器学习模型训练,并对模型进行交叉验证。仿真实验结果表明,该方法的开路故障诊断准确率较高。

弱电网下光伏并网逆变器谐振抑制方法综述

“双碳”目标背景下电力系统形成“高比例可再生能源”和“高比例电力电子设备”的“双高”趋势,以致电网呈现弱电网特性。弱电网下电网阻抗实时变化,导致光伏并网逆变器谐振频率偏移、逆变器集群多谐振峰等稳定性问题。针对光伏并网逆变器在弱电网下最新的谐振抑制方法尚未得到系统地归纳总结,从弱电网下逆变器单元谐振抑制方法和逆变器集群谐振抑制方法两方面综述“双高”电力系统下光伏并网逆变器谐振抑制热点控制方法,为光伏并网逆变器的稳定性提升指明发展方向。

太阳能光伏发电并网逆变器控制技术的应用

该文阐述光伏发电并网逆变器的控制方法,而后提出基于正弦波脉宽调制逆变技术的并网逆变器控制策略。该文旨在合理化解太阳能利用效率低下的问题,探寻出最佳的逆变器控制方法,实现零静态误差运行,并提升逆变器运行稳定性,从而将太阳能资源有效转化成为电能。

计及DSTATCOM和并网逆变器协同的高比例分布式光伏配电网鲁棒控制策略

针对新型电力系统安全稳定运行过程中由于高比例分布式光伏接入配电网产生的电能质量问题,提出一种计及配电静止同步补偿器(distribution static compensator,DSTATCOM)和并网逆变器协同的高比例分布式光伏配电网鲁棒自适应控制策略。首先,建立DSTATCOM和并网逆变器的无功电压控制统一模型,以及计及系统出力及负荷随机性的配电网电压控制不确定系统模型;其次,采用灵敏度分析方法,考虑节点受其他分布式光伏注入功率的影响情况,并结合鲁棒H∞性能约束,设计DSTATCOM和并网逆变器的鲁棒电压控制策略;然后,计及分布式光伏的有功功率削减,构建鲁棒自适应控制策略;最后,搭建含DSTATCOM和高比例分布式光伏的IEEE 33节点系统模型进行仿真分析。结果表明,所提策略能够实现DSTATCOM和并网逆变器对配电网电压的协同控制,并具有较强的自适应能力。

太阳能船舶光伏系统构网型逆变器并网控制策略

[目的]旨在解决现有太阳能船舶光伏发电系统采用跟网型控制策略并网,而导致的船舶电力系统整体稳定性下降问题。[方法]结合船舶电力系统特点和运行特性,以跟网型恒功率控制和构网型下垂控制为研究基础,另外选取构网型虚拟同步发电机控制和构网型虚拟振荡器控制,共4种逆变器控制方法,分别构建太阳能船舶电力系统光伏并网控制策略。最后通过Matlab/Simulink建立太阳能船舶电力系统仿真模型,验证构网型控制理念和思路的有效性。[结果]研究结果表明,与跟网型控制相比,在负荷投切工况下,采用构网型控制策略可使频率波动极值平均减小26.86%、电压调节时间平均减小37.85%。在光伏输出功率切换工况下,频率波动极值平均减小39.95%。[结论]采用构网型控制策略能有效抑制光伏系统并网后所导致的船舶电力系统稳定性下降的问题。能够使光伏系统在完成供能的同时,主动维持船舶电力系统电力参数稳定,显著提高船舶电力系统稳定性。