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。

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。

基于有限集模型预测的光伏并网逆变器控制优化研究

针对三电平三相四桥臂光伏并网逆变器在采用传统有限集模型预测控制方法时运算工作量较大的问题,提出了一种基于电压矢量分区预选的模型预测控制方法。建立了αβ0坐标系下含直流中点电压、并网电流的预测模型;提出了基于两步预测的目标函数和寻优算法设计,减少了采样和计算造成的延迟影响;将目标函数的电流约束转为电压矢量约束,并通过对电压矢量进行分层和层内扇区划分,减轻了运算负担。

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。

3kW光伏并网逆变器硬件设计与系统仿真

传统分布式光伏并网逆变器存在功率损耗较大且易受外部干扰的问题,对并网过程中存在的高次谐波抑制能力较弱,因此,设计了一套额定输出功率为3kW的新型分布式光伏并网逆变器,有效改善了上述问题。在前级DC/DC电路部分,应用了基于双模式功率预测温度补偿扰动观察法和线性自抗扰(Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC)技术的MPPT控制器,降低了直流母线端的输出功率损耗,消除了可能出现的误判问题,抑制了外部干扰对输出特性的影响;在后级Heric逆变电路部分,应用了多倍频谐振准PCI-LADRC电流控制器,抑制了并网过程中出现的高次谐波。对新型分布式光伏并网逆变器硬件电路进行分析与设计,并完成器件选型工作。最后,对3kW分布式光伏并网逆变器进行仿真建模与实验验证,表明了新型分布式光伏并网逆变器性能更佳。

应用于光伏并网系统准Z源逆变器的滑模控制策略

针对光伏并网系统可能产生的太阳辐照度变化、系统振荡、抗干扰能力和抗谐波能力不理想等问题,提出电容电压外环采用含有状态变量的积分补偿滑模控制策略以保证Z源电容电压相对稳定,不产生超调和不出现失真;并网电流内环采用改进的切换函数设计滑模控制器,以削弱系统抖振,并网效果得到提高。通过Matlab/Simulink平台建立仿真模型。仿真结果表明,相比PI(比例积分)和PR(比例谐振)控制策略,该方法可增强并网系统的全局鲁棒性,能有效提高系统的动态响应速度和并网电能的质量,且能抑制电网电压的谐波信号。

一种Z源光伏并网逆变器及其共模漏电流抑制

传统准Z源桥式并网逆变器(GCI)具有允许桥臂直通、直流电压利用率高等优点,但存在体积大、可靠性低和共模漏电流高的缺陷。针对传统准Z源桥式GCI的问题,首先提出一种具有更小体积的新型耦合电感线圈Z源光伏并网逆变器(ZPGCI)及其调制策略。然后,对ZPGCI的运行模态、共模漏电流与桥臂直通状态进行探究,理论研究表明新型ZPGCI不仅具有允许桥臂直通和可靠性高的优点,且可有效抑制传统准Z源桥式GCI的高频共模漏电流。最后,对传统准Z源桥式GCI和新型ZPGCI进行对比实验分析,验证ZPGCI电路设计及其理论推理的正确性。

应用于光伏并网的双模共地型逆变器

研究一种新型无变压器双模式电压源逆变器(VSI);其中共地型结构短路寄生电容,理论上可完全消除漏电流。该逆变器由升降压开关(SBB)模块和LC滤波网络集成,且输出波形具有良好的对称性。所提拓扑具备宽输入电压范围内满足并网电压增益、结构紧凑、调制策略简单等特点。同时,SBB模块可实现软充电,电流应力控制在允许范围内。详细介绍了逆变器的结构特点、工作原理,并设计了闭环控制单元。最后研究结果表明所提VSI的可行性和良好性能。

基于WACC的三相光伏并网逆变器LADRC控制器设计

逆变器作为微网光伏发电系统的接口,其控制策略直接影响到并网系统的稳定性。当并网逆变器采用LCL滤波器并网时,系统稳定性易受内部、外部参数的影响。针对高阶并网逆变器存在的扰动问题,文章设计了一种基于加权平均电流控制(Weighted Average Current Control,WACC)的自抗扰控制器。基于WACC控制原理将系统由三阶降为一阶,同时将逆变器系统的内部、外部扰动视为单一结构的广义扰动,采用控制律对闭环系统进行参数调节。最后,通过仿真和实验验证了该控制策略的有效性。

基于级联H桥变换器的光伏并网系统研究

H桥型多电平变换器的研制工作已经进入较为深入的发展阶段,技术较为成熟、稳定。文章以单一H桥变换器的基本原理为基础,分析了级联H桥多电平变换器的发展、工作原理以及相关拓扑结构。为了研究级联H桥变换器光伏并网系统,文章对光伏并网系统进行了建模和分析,并分析了Boost变换器的工作原理,介绍了最大功率点跟踪算法,并对两级H桥变换器三相光伏并网系统进行了仿真与分析,验证了级联H桥变换器光伏并网系统能够达到很好的发电效果。该研究为光伏发电系统的应用提供了良好的支撑。

一种单级式高频隔离光伏并网逆变器及其调制方法

针对光伏并网系统中可实现双向功率流的单级式高频隔离逆变器,提出一种调制方法,结合电压钳位技术,解决了传统高频隔离光伏并网逆变器变压器二次侧的电压尖峰和振荡问题。该逆变器为两级功率变换,对其工作过程及原理进行详细分析,建立等效电路模型,并推导出该逆变器的数学模型。为弥补传统多谐振控制器的不足,研究一种针对单级式高频隔离光伏并网逆变器的相位补偿的多谐振控制器,在单级式结构中完成最大功率点跟踪(MPPT)和对并网电流的精确控制。最后对所提高频隔离光伏并网逆变器的调制方法及其控制策略进行实验验证。

并联三电平光伏并网逆变器中点电压控制策略

针对光伏并网三电平逆变器并联系统的中点电位控制问题,传统的双调制波法无法保证开关周期内平均中点电流始终为零,从而无法有效消除中点电压的低频波动。为此,提出了一种基于改进双调制波法的中点电压控制策略。该策略通过对传统双调制法重构的调制波进行修正,在不影响并联系统输出电压的前提下保证平均中点电流始终为零,不仅可以实现中点电压的平衡控制而且具有良好的动态性能。实验结果验证了所提策略的可行性和有效性。

光伏并网逆变器的VSG转动惯量自适应控制方法

虚拟同步发电机是光伏并网逆变器中控制电子变换器的主要设备,但易受光伏发电动态性能的影响,导致转动惯量的控制精度较低。为此,提出光伏并网逆变器的VSG转动惯量自适应控制方法。根据光伏并网逆变器的VSG结构,在联立同步发电机中生成VSG的稳态输出,获取功率输出对逆变器VSG的特性影响。通过计算转动惯量与逆变器频率波动之间的函数关系,得出阻尼系数和频率变化程度,根据角速度偏差及变化率的实时情况调整转动惯量,明确不同程度的负荷投切情况,获取高精度转动惯量自适应控制结果。实验结果表明,所提方法在输出的有功和无功功率比较中,在0.26 s内即可快速进入平稳状态,在0.40 s时转动惯量趋于稳定,表明该方法的功率控制效果好、可实现转动惯量的高精度控制。

自动并网分布式光伏逆变器研究

光伏逆变器是光伏发电的重要组成部分,其主要作用是将光伏组件发出的直流电转变成交流电。基于对分布式光伏发电并网逆变器的研究,设计了一种采用新控制方式的逆变电路,同时采集电网电压信号和逆变电压信号,通过高速比较器电路产生控制信号,由专用场效应管驱动芯片IR2113驱动H桥逆变电路,经LC滤波得到正弦交流电压。通过硬件电路调整逆变电压自动跟踪电网电压,以保证逆变输出电压随时与电网同频同相,从而实现自动并网运行功能。测试结果表明,具有过压、过流保护功能的低成本自动并网分布式光伏逆变器,运行安全,效率高,性能优良。

光伏发电系统中逆变器故障诊断与故障排查研究

在碳中和和碳达峰的大环境下,我国太阳能发电科技水平急速提升。光伏逆变器作为直流电转化为交流电的核心设备,在光伏发电体系中扮演至关重要的角色。然而,在光伏逆变器的运行过程中可能引发各种故障,使光伏电站发电效率降低。文章就光伏逆变器故障现象进行深入研究,诊断和解决故障问题,提出优化光伏逆变器的操作及维护策略,以实现现场设备的高效运维和发电效率的提升。

光伏系统逆变器过热故障诊断与预防策略

随着光伏产业的快速发展,光伏系统逆变器过热问题逐渐成为影响系统稳定性和效率的关键因素。本文旨在探讨光伏系统中逆变器过热故障的诊断和预防策略。首先从环境因素、设计因素、运行因素、维护因素等方面分析了逆变器过热故障的原因。然后介绍了温度监测、性能分析和红外热成像诊断逆变器过热故障的方法。最后,提出了优化散热设计、引入智能温控系统、定期维护检查和负荷匹配管理等防止逆变器过热故障的策略。本文认为,通过深入了解逆变器过热故障的原因,采用有效的诊断方法,并实施合理的预防策略,可以显著提高光伏系统的运行效率和可靠性,保证光伏系统的安全运行。

应用于光伏发电的LCL型并网逆变器设计仿真

为提高并网逆变器输出电能的稳定性,建立双环控制策略模型,同时采用无源阻尼法中电容串联电阻的方法抑制LCL型滤波器的谐振尖峰问题。利用MATLAB/Simulink,搭建了光伏并网逆变器系统模型进行仿真验证。结果表明,该方案抗干扰能力强,并网电流和电网电压基本同相,实现单位功率因数并网,具有良好的稳定性。

电力光伏设计中的逆变器和电池储能系统设计与优化

随着可再生能源的广泛应用,光伏发电已成为最重要的清洁能源之一。本论文主要针对电力光伏系统中的关键设备,即逆变器和电池储能系统进行深入研究。首先,根据电力电子设备逆变器的工作原理和特性,采用优秀的算法对其进行设计与优化,目的在于提高其工作效率,用以适应大规模的光伏发电系统接入电网。针对储能系统,采用了一种新型的电池储能系统,具有出色的输电能力和工作稳定性,并通过合理配置和管理优化了储能设备的使用,为光伏发电系统的平稳运行和高效使用提供有力保障。同时,研究也对逆变器和储能系统在光伏发电系统中的交互储能技术进行了探讨。最终,结果表明,优化后的逆变器和储能系统极大地提高了电力光伏设计的稳定性和效率,有助于推动新能源发电技术的发展。