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《单相两级式光伏并网发电系统的研究与设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第26卷第1期湖北工业大学学报2011年02月Vol.26No.1JournalofHubeiUniversityofTechnologyFeb.2011[文章编号]1003-4684(2011)01-0020-05单相两级式光伏并网发电系统的研究与设计张珍,韦忠朝(华中科技大学电气与电子工程学院,湖北武汉430074)[摘要]设计了一套基于英飞凌XE164单片机的单相两级式500W光伏并网发电系统.分析了系统的结构和控制原理,进行了孤岛保护的软件设计.实验结果表明,可输出稳定的220V交流电压,实现了光伏系统电流型并网.通过高频变换降低成本,实现装置
2、的小型化.[关键词]光伏并网;拓扑;控制策略;孤岛保护[中图分类号]TP23[文献标识码]:A随着光伏组件价格的不断降低和光伏技术的发展,太阳能光伏发电系统将逐渐由现在的补充能源向替代能源过渡.1拓扑结构图1光伏并网发电系统光伏发电系统可分为独立型光伏发电系统和并设计一个高性能的太阳能功率变换器,电路拓网型光伏发电系统.独立光伏发电系统不与常规电扑的选择相当重要,因为电路拓扑主要关系着效率、力系统相连,变频器由电池供电,产生方波或弦波型成本、安全以及可靠性.并网逆变器是光伏并网系统式的交流输出,提供独立系统的用电,通常建设在远中实现光伏阵列与电网间能量的传递与
3、转换的关键离电网的边远地区或作为野外移动式便携电源,主环节.并网逆变器的作用是当光伏电池的输出在较要目的是解决无电问题.并网光伏发电系统与电力大范围内变化时,能始终以尽可能高的效率将光伏系统连接在一起,直接将太阳能转换的电能馈入电电池输出的低压直流电转化成与电网匹配的交流电网,不需要体积庞大、价格高、不易维护的电池组,有流送入电网.根据能量转换环节的个数可将并网逆如一个独立的小型发电机,因此降低了系统运行成变器分为单级结构和两级结构.本,提高了系统运行和供电稳定性.光伏并网系统的1.1单级结构电能转换效率要大大高于独立系统,而且随着光伏单级结构的并网逆变器省略了DC/D
4、C变换环电池材料的进步与工艺的改进,电力电子与控制技节,由DC/AC环节来实现所有功能.由于单级式光术的进步,以及未来石油价格上扬等因素,以家庭用伏并网逆变系统只有一个能量变换环节,这样可提户与小型发电中心为应用对象的并网型太阳能光伏高系统的效率、减小系统的体积和重量、降低系统的系统(linetiedphotovoltaicinverter)将成为光伏发造价,从而可以减少并网光伏发电系统的造价,有利电的最合理发展方向.于并网光伏发电系统的推广.但是,控制时既要考虑典型的光伏并网发电系统的结构包括:光伏阵跟踪太阳能电池最大功率点,也要保证对电网输出列、直直变换器(DCD
5、C)、直交变换器(DCAC)和集电流的幅值和正弦度,其控制一般较为复杂.为了实成的继电保护装置(图1).现单级结构,目前可采取两种方法:一种是DC/AC[收稿日期]2010-11-15[作者简介]张珍(1987-),女,广西平南人,华中科技大学硕士研究生,主要研究方向为电力电子技术及电机控制.第26卷第1期张珍等单相两级式光伏并网发电系统的研究与设计21环节与电网之间加入工频变压器(图2),这种方式既少是220V,为满足逆变器输入电压的需要,前级设可以与电网隔离,又可以将逆变器输出波形中的直计为改进型BoostDC/DC升压电路,将光伏电池板流
6、分量滤去,从而减少对电网的污染,可采用低开关的输出电压升高到400V,供后级全桥逆变桥使用.频率,效率高.缺点是低频输出变压器体积较大,输后一级是全桥逆变桥电路,将直流电交换为工频交出功率受限于输出变压器.另一种是串并联足够多流电,采用SPWM控制方式,通过控制回路调节输的光伏阵列以提供直流侧电压(图3),这种方式逆变出电压电流的相角和幅值,从而实现并网.器整机的效率比较高,但是带来的问题是:伏阵列在受光不匀时会出现热斑现象,输出高压的光伏阵列出现热斑会严重威胁系统的安全,使光伏阵列与地之间出现漏电流的几率增加.图4两级结构的并网光伏发电系统主电路图2单级工频变压器方
7、式图5改进型Boost高升压比直流变换电路原理图图3单级无变压器方式图5为改进型Boost高升压比直流变换电路原1.2两级结构理图,设置前级DC/DC升压电路,增强了系统输入两级结构主要由DC/DC部分与DC/AC部分电压的适应能力,扩大了输入电压范围.组成,DC/DC变换环节调整光伏阵列的工作点使其其电压增益的公式如下:跟踪最大功率点;DC/AC逆变环节主要使输出电流Vo2+nkD(1-k)(n-1)GV==+.与电网电压同相位,同时获得单位功率因数.系统具Vs1-D1-D有两个独立的能量变换环节,因此整个系统的效率式
