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1、·卷电力系统自动化,年』光伏并网发电系统中逆变器的设计与控制方法‘,董密罗安,湖南大学,中南大学信息科学与工程学院湖南省长沙市电气与信息工程学院湖南省长沙市摘要针对光伏并网发电系统中关健部件逆变器的结构设计与控制方法研究进行了详细分析。、—,和阐述从电网光伏阵列以及用户对逆变器的要求出发分析了各种不同的逆变器拓扑结构与控制方法,比较其运行效率和控制效果。对于目前国内外光伏发电系统中并、巫网逆变器的研究现状,指出光伏发电系统中并。待解决的问题进行了阐述网逆变器高效可靠运行的发展方向关键词光伏并网发电系统逆变器拓扑结构最大功率点跟踪孤岛效应中图分类号引言为了避免光伏并
2、网发电系统对公共电网的污染,逆变器应输出失真度小的正弦波。影响波形失,由于传统能源的枯竭和人们对环境的重视电。真度的主要因素之一是逆变器的开关频率在数控,力系统正面临着巨大变革分布式发电将成为未来,。,逆变系统中采用高速等新型处理器可明显提仁口电力系统的发展方向其中光伏发电以其独特,,、高并网逆变器的开关频率性能它已成为实际系统的优点被公认为技术含量高最有发展前途的技术,之一川。但是光伏发电系统存在着初期投资大、成广泛采用的技术之一同时逆变器主功率元件的选择也至关重要。小容量低压系统较多地使用功率场本较高等缺点,因而探索高性能、低造价的新型光电,转换材料与器件是其
3、主要研究方向之一。另一方效应管它具有较低的通态压降和较高,、的开关频率但随着电压升高其通态电面进一步减少光伏发电系统自身损耗提高运行效,率,也是降低其发电成本的一个重要途径。逆变器阻增大因而在高压大容量系统中一般采用绝缘栅,一,双极晶体管而在特大容量系统中般采效率的高低不仅影响其自身损耗还影响到光电转。换器件以及系统其他设备的容量选择与合理配置。用可关断晶闸管作为功率元件困〔,〕〔〕,因,依据一和标准所此逆变器已成为影响光伏并网发电系统经济可。,有并网逆变器必须具有防孤岛效应的功能孤岛效靠运行的关键因素研究其结构与控制方法对于提、高系统发电效率、降低成本具有极其重
4、要的意义川。应是指当电网因电气故障误操作或自然因素等原,本文从电网、光伏阵列以及用户对于并网逆变因中断供电时光伏并网发电系统未能及时检测出,,停电状态并切离电网使光伏并网发电系统与周围器的要求出发分析了不同的逆变器拓扑结构与控制方法,比较了其运行效率和控制效果。对于目前的负载形成一个电力公司无法掌握的自给供电孤。。国内外光伏发电系统中并网逆变器的研究现状、巫岛川防孤岛效应的关键是对电网断电的检测,,为了保证电网和逆变器安全可靠运行逆变器待解决的技术问题进行了综合进一步指出了光伏。发电系统中并网逆变器高效可靠运行的发展方向。与电网的有效隔离及逆变器接地技术也十分重要
5、电气隔离一般采用变压器。在三相输出光伏发电系光伏发电系统对逆变器的要求,统中其接地方式可参照国际电工委员会规定的非一、一光伏并网发电系统一般由光伏阵列、逆变器和接地方式单个保护接地方式和变压器。控制器部分组成。逆变器是连接光伏阵列和电网中性线直接接地而用电设备的外壳通过保护线一〔’。一。,与接地点金属性连接川的关键部件它完成控制光伏阵列最大功率点运行和向电网注人正弦电流两大主要任务。光伏阵列对逆变器的要求电网对逆变器的要求由于日照强度和环境温度都会影响光伏阵列的,逆变器要与电网相连,必须满足电网电能质量、功率输出因此必须通过逆变器的调节使光伏阵列,防止孤岛效应和安
6、全隔离接地个要求。输出电压趋近于最大功率点输出电压以保证光伏阵列在最大功率点运行而获得最大能源。常用的最一一一一。、“收稿日期修回日期大功率点跟踪方法有定电压跟踪法上。国家自然科学基金资助项目”、‘幻。山法干扰观察法及增量电导法电力系玩自动住,用,,户对逆变器的要求够灵活无法扩展不能满足光伏阵列直流输人的多,、。,,从光伏发电系统的用户来说成本低效率与可变性因此在直流输人较低时考虑采用交流变压、。,靠性高使用寿命长是其对逆变器的要求因此对,以得到标准交流电压与频率,器升压同时可使得输一’’‘,逆变器的要求通常是「〕①具有合理的电路结构人输出之间电气隔离。、‘。严格
7、筛选的元器件具备输人直流极性反接交流输图为带工频变压器结构的光伏逆变系统〔〕、。出短路过热过载等各种保护功能②具有较宽的,因其最大优点是逆变器在低压侧此逆变桥可以采。直流输人电压适应范围由于光伏阵列的端电压随用高,频低压器件节省了初期投资而且,负载和日照强度而变化因此逆变器必须能在较宽逆变器的控制在低压侧实现,使得控制更易实现。,的直流输人电压范围内正常工作且保证交流输出此结构还适用于大电流光伏模块。电压的稳定。③尽量减少中间环节如蓄电池等的,、。使用以节约成本提高效率一逆已子一变一器逆变器结构的发展光伏阵列为了能够设计出尽量满足上述各项要求的并网,逆变器大多数研
8、究人员一直
