浅谈电力电子技术在光伏发电中的应用
电力电子技术在光伏发电中的应用
电力电子技术在光伏发电中的应用1. 概述光伏发电是一种利用太阳能将光能转化为电能的技术,近年来得到了广泛的关注和应用。
在光伏发电中,电力电子技术是不可或缺的一部分,其主要作用是将太阳能转化为电能,同时保证电能输出的质量和效率。
2. 太阳能电池组件太阳能电池组件是光伏发电系统的核心,其作用是将太阳辐射能转化为电能。
但是太阳能电池组件只能输出直流电,而一般用电都是交流电,所以需要电力电子技术将直流电转化为交流电。
目前,常用的电力电子器件是功率变换器,主要由逆变器和整流器组成。
逆变器将直流电转化为交流电,整流器则将交流电转化为直流电并向电网输送电能。
3. 电力电子技术的应用在光伏发电中,电力电子技术除了直流交流转化外,还有很多应用。
其中,最重要的是电力调节技术。
由于光伏发电的输出功率会受到天气、日照等因素的影响,因此需要电力调节技术来调节电压和电流,以保证系统的运行稳定性和安全性。
此外,电力电子技术还可以用于充电控制、电压升压、高低压变换等方面。
例如,光伏发电系统需要将电能储存到电池中以备用,这就需要充电控制技术。
在电池为低压状态时,需要通过电力电子技术升压将其升至标准电压,以保证系统正常运行。
而在输送电能时也需要高低压变换技术,以将电能输送到对应的设备上。
4. 电力电子技术在光伏发电中的优势相对于传统的发电方式,光伏发电具有很多优势,例如能源可再生性、环保性以及可靠性等。
而电力电子技术在光伏发电中的应用也具有其独特的优势。
首先,电力电子技术可以提高电能的质量和效率,从而提高系统的输出功率。
其次,电力电子技术可以提供更多的控制手段,对光伏发电系统进行更加精细的控制和管理。
综上所述,光伏发电作为一种清洁能源技术,越来越受到人们的关注和重视。
而在光伏发电中,电力电子技术的应用将发电系统的效率和质量提升到了一个新的高度。
未来,随着科技的不断发展和进步,电力电子技术在光伏发电中的应用也将不断地得到进一步的推广和改进。
电力电子技术在电网接入型光伏发电中的应用
电力电子技术在电网接入型光伏发电中的应用随着全球能源危机的严重性不断加剧,可再生能源逐渐成为解决能源问题的重要途径。
光伏发电作为一种清洁、可再生的能源供应方式,受到了广泛的关注和应用。
在实际的光伏发电系统中,电力电子技术的应用发挥了重要的作用,特别是在电网接入型光伏发电系统中更是不可或缺。
本文将重点探讨电力电子技术在电网接入型光伏发电中的应用及其对发电系统效率、电网稳定性等方面的影响。
一、光伏发电系统的基本原理和结构光伏发电系统通过将太阳能转化为电能,实现对光能的直接利用。
其基本结构包括光伏阵列、直流/交流逆变器、变压器等关键组件。
光伏阵列是由若干光伏电池组成的,它的主要作用是将太阳能转化为直流电能。
直流/交流逆变器则是将光伏阵列输出的直流电能转化为交流电能,并将其接入到电网中,以供给用户使用。
其中,电力电子技术在直流/交流逆变器中发挥着重要的作用。
二、电力电子技术在直流/交流逆变器中的应用直流/交流逆变器是光伏发电系统的核心设备之一,它的主要功能是将光伏阵列输出的直流电能转化为交流电能,并提供给电网使用。
在这个过程中,电力电子技术发挥着关键作用,主要体现在以下几个方面。
1. MPPT技术的应用最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,简称MPPT)技术是指光伏阵列在不同光照强度下,通过控制其工作电压和工作电流,使其输出功率达到最大值的技术。
在直流/交流逆变器中,电力电子技术可根据光伏阵列的工作状态实时调整电压和电流的输出,以实现最大功率点跟踪,从而提高光伏发电系统的发电效率。
2. 电网同步技术的实现电网同步技术是指直流/交流逆变器将交流电能输出到电网时,需要与电网的频率、相位等参数保持同步的技术。
通过电力电子技术的应用,直流/交流逆变器可以实现高效、稳定地将直流电能转化为与电网同步的交流电能,并将其无缝地接入到电网中。
3. 网络保护技术的实现由于光伏发电系统的输出功率存在一定的波动性,可能对电网稳定性产生一定的影响。
电力电子技术在光伏发电中的应用
电力电子技术在光伏发电中的应用随着环境保护和可持续发展的日益重视,光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式逐渐受到广泛关注。
而要实现光伏发电系统的高效运行和能量转换,离不开电力电子技术的应用。
本文将探讨电力电子技术在光伏发电中的重要性和应用。
一、逆变器的作用及应用逆变器是光伏发电系统中最重要的电力电子设备之一。
它的主要作用是将光伏发电产生的直流电转换为交流电,以满足电网对电能的要求。
逆变器通过电子开关管对直流电进行调制、变换和放大,输出符合电网要求的交流电。
在光伏发电系统中,逆变器不仅仅是起到直流变交流的作用,它还能对光伏阵列的输出功率进行最大功率点跟踪,提高系统的整体效能。
逆变器的应用在光伏发电系统中是至关重要的。
它可以将直流电转换为交流电,将电能输送到电网上。
同时还能够保护光伏电池板和电网的安全运行。
在实践中,逆变器的效率和可靠性对光伏发电系统的发电效果和电力品质有着直接的影响。
因此,逆变器的合理选择和高效运行是光伏发电系统中的关键环节。
二、光伏发电系统中的最大功率点跟踪技术光伏电池的输出功率与其工作电压和电流相关,同时受到环境温度、辐射强度等因素的影响。
为了使光伏电池的输出功率达到最大,光伏发电系统采用了最大功率点跟踪(MPPT)技术。
这项技术的核心是在不同光照条件下,通过调节光伏电池的工作点,使其输出功率达到最大。
MPPT技术通过电力电子器件来实现。
在光伏发电系统中,MPPT控制器监测光伏电池的输出电压和电流,并根据光照强度的变化,调整光伏电池的工作状态,使其在最佳工作点上运行。
通过合理的调整工作电压和电流,可以最大限度地提高光伏电池的转换效率,确保光伏发电系统的输出功率最大化。
三、光伏发电系统中的电力质量问题及解决方案光伏发电系统的接入电网对电力质量有着较高的要求。
电力电子技术在解决光伏发电系统中的电力质量问题方面发挥着重要作用。
1. 大电流谐波问题:光伏发电系统接入电网时,其输出电流会带有一定的谐波成分。
电力电子技术在新能源发电中的应用
电力电子技术在新能源发电中的应用概述:新能源发电是当前和未来能源领域发展的重要方向,它对于减少化石燃料的消耗、改善环境污染具有重要意义。
电力电子技术作为新能源发电系统中的核心技术,发挥着至关重要的作用。
本文将通过分析电力电子技术在新能源发电中的应用,探讨其对新能源发电系统安全可靠运行与高效能量转换的重要作用。
第一部分:电力电子技术的基本原理及分类电力电子技术是关于电能的调节、控制与转化的技术方法的总称。
它通过控制半导体器件的开关状态,实现不同电力电子元器件之间的连接与断路,对电流、电压进行调节和变换。
根据应用领域和工作原理的不同,电力电子技术可以分为交流电力电子技术和直流电力电子技术两大类。
交流电力电子技术是通过将交流电源转换成直流电源,再通过逆变器将直流电源转换为交流电,实现对交流电流的调节与控制。
在新能源发电系统中,交流电力电子技术被广泛应用于分布式发电系统、风光互补系统等,起到了整流、逆变、升压、降压和改善电能质量等作用。
直流电力电子技术主要应用于直流发电系统和储能系统。
它可以实现对直流电源的调节与控制,并且具有更高的效率和稳定性。
在新能源发电中,直流电力电子技术被广泛应用于太阳能发电站、风电场以及电动汽车充电等领域。
第二部分:电力电子技术在风能发电中的应用风能发电是最常见和成熟的新能源发电形式之一,它对于替代传统燃煤发电工艺、减少温室气体排放具有重要意义。
在风能发电系统中,电力电子技术的应用不仅可以提高风力发电机组的性能,还可以改善发电系统的可靠性和稳定性。
首先,电力电子技术在风力发电机组中的直驱系统中得到了广泛应用。
通过电力电子技术,直接将风能转化为电能,可以大幅减少储能设备和传动装置的损耗,提高风力发电机组的整体效率。
同时,电力电子技术还可以实现对风力发电机组的电磁功率、频率和电压的变换与控制,适应不同的电网接口要求。
其次,电力电子技术在风电场中的电网侧也有重大应用。
由于风速的不稳定性和不可预测性,风力发电系统的出力波动大,对电网的稳定性带来了挑战。
电力电子技术在新能源发电中的应用研究
电力电子技术在新能源发电中的应用研究随着全球能源需求的增长和环境问题的日益突出,新能源发电成为了人们追求可持续发展的重要途径。
而电力电子技术作为新能源发电的重要支撑技术,对于提高能源利用率、降低能源浪费以及改善环境污染等方面具有重要作用。
本文将从太阳能发电、风能发电和潮汐能发电三个方面,探讨电力电子技术在新能源发电中的应用研究。
1. 太阳能发电太阳能发电是利用太阳能将光能转化为电能的一种方式。
在太阳能光伏发电系统中,电力电子技术扮演着至关重要的角色。
首先,光伏发电系统中的光伏组件需要通过电力电子变换器将直流电转换为交流电,以满足功率输送和接入电网的要求。
此外,电力电子技术还能够实现光伏组件最大功率点追踪,通过控制直流-直流变换器,使光伏组件输出功率最大化。
另外,电力电子技术还可以实现光伏发电系统的并网功能。
通过电力电子逆变器,在确保光伏发电系统安全稳定工作的同时,将可用的电能输送到电网中,实现电能的双向流动。
电力电子逆变器还可以完成功率因数校正和无功功率控制,提高系统的功率质量和稳定性。
2. 风能发电风能发电是利用风能驱动风力发电机,将风能转化为电能的方式。
在大型风力发电场中,电力电子技术在功率转换和电能控制方面具有重要作用。
首先,风力发电机需要通过电力电子变频器将风机的变速转换为满足电网要求的恒定频率电能输出,从而实现稳定的电能输送。
其次,在风力发电系统中,电力电子技术能够帮助实现风能的最大化利用。
通过控制电力电子变频器,可以实现风力发电机的最大功率点追踪,提高系统的发电效率。
此外,电力电子技术还可以实现风电场的无功功率控制和电流谐波抑制等功能,提高风力发电系统的稳定性和可靠性。
3. 潮汐能发电潮汐能发电利用海洋潮汐能将潮汐能转化为电能。
在潮汐能发电系统中,电力电子技术能够帮助实现潮汐涡轮机的控制和电能输出。
在潮汐涡轮机中,电力电子变流器可以将潮汐涡轮机的旋转运动转换为交流电,以满足电网的要求。
电力电子技术在太阳能光伏系统中的应用
电力电子技术在太阳能光伏系统中的应用随着人类对可再生能源的关注日益增加,太阳能光伏系统作为一种清洁能源的代表,正在受到广泛关注和应用。
在太阳能光伏系统的构建和运行中,电力电子技术扮演着至关重要的角色。
本文将探讨电力电子技术在太阳能光伏系统中的应用,并分析其在系统性能提升和能源利用效率方面的作用。
1. 逆变器技术太阳能光伏系统中的光伏板会将太阳光转换为直流电能,而大部分电器设备和电力网络都是使用交流电。
因此,逆变器技术成为了不可或缺的一环。
逆变器能够将直流电转换为交流电,并根据需要提供不同的电压和频率输出,以满足各种电器设备的要求。
电力电子技术的发展使得逆变器在效率、稳定性和控制精度方面都取得了长足进步,为太阳能光伏系统的可靠运行提供了坚实基础。
2. 最大功率点追踪技术太阳能光伏板的输出功率与光照强度和温度等因素密切相关,而这些因素又是时刻变化的。
为了最大化光伏系统的能量输出,需要采用最大功率点追踪(MPPT)技术。
MPPT技术通过对光伏板的工作点进行实时调整,使其始终工作在最大功率点附近。
电力电子技术为MPPT技术的实现提供了可靠的控制手段,通过精确的算法和高效的电路设计,实现了对光伏系统输出功率的最大化。
3. 配电与并网技术在太阳能光伏系统的实际运行中,通常需要将光伏发电系统与电力网络进行连接,以实现电能的供应或者卖电上网。
在这个过程中,需要考虑到电网的稳定性、电能质量以及与电网的协调运行等问题。
电力电子技术提供了各种配电和并网方案,包括逆变器的输出电压控制、电流限制、谐波抑制等技术手段,保证了光伏系统与电力网络的安全稳定连接。
4. 储能技术太阳能光伏系统的输出受到天气等外部因素的影响,存在不稳定性和间歇性。
为了克服这一缺陷,储能技术被引入到光伏系统中,以存储多余的电能并在需要时释放。
电力电子技术在储能系统的设计和控制中发挥了关键作用,实现了对电能的高效存储和管理,提高了系统的可靠性和稳定性。
电力电子技术在新能源发电中的应用研究
电力电子技术在新能源发电中的应用研究近年来,随着环保意识的不断提升,新能源发电领域得到了长足的发展。
其中,电力电子技术在新能源发电中发挥了重要的作用。
本文将着重分析电力电子技术在风力发电和光伏发电领域中的应用现状以及未来发展方向。
一、风力发电风力发电是一种将风能转化为电能的技术。
而电力电子技术则是将电能转化为满足需求的电力形式。
在风力发电中,电力电子技术主要应用在风力发电机组的变流器控制中。
传统的风力发电机组在发电过程中输出的是交流电。
而交流电在输送过程中存在一定损耗,同时输出的电压频率也不便于电网的接收。
因此,电力电子技术的应用可以将交流电转变为直流电,再通过逆变器将其转化为符合电网要求的交流电。
这样既提高了发电效率,又能满足电网的要求。
值得注意的是,电力电子技术在风力发电中也有其特殊性。
因为风力发电机组的转速和转矩具有波动性,所以电力电子技术需要对这些因素进行精确控制。
此外,电子元器件在风力发电机组中也会受到较大的振动和湿度等因素的影响,因此需要使用能够耐受这些环境因素的元器件。
二、光伏发电光伏发电是通过太阳能电池板将光能转化为电能。
而电力电子技术的应用则同样是将光伏发电中输出的直流电转化为交流电并升压为符合电网需求的电力形式。
在光伏发电中,一个太阳能电池板通常会产生数十伏特的直流电。
为了将其输送到电网,需要将直流电转化为与电网相符的交流电并调整为合适的电压。
而这一过程就需要电力电子技术。
另外,由于太阳能电池板会受到光照强弱等因素的影响而产生波动,因此电力电子技术也需要对其进行精准的控制。
同时,太阳能电池板的发电效率受环境温度等因素的影响较大,电力电子技术也需要对其进行合理的控制和调节。
三、未来发展方向未来,随着新能源发电的需求越来越高,电力电子技术也将会得到进一步的发展。
以下为未来电力电子技术在新能源发电领域的发展方向:1. 提高转化效率提高新能源发电机组的转化效率是电力电子技术未来的一个重要方向。
电力电子技术在光伏系统中的应用
电力电子技术在光伏系统中的应用作者:吴丽萍陈玥来源:《中国科技博览》2014年第33期[摘要]为了解决日益严重的空气污染问题,我们亟待开发出清洁的新能源。
在此前提下太阳能光伏发电技术在全世界获得越来越广泛的应用。
这篇文章主要介绍了并网系统的构成以及现有技术特点。
在光伏系统中,根据不同的需求选用不同的电力电子器件,文中对几种常用逆变器进行了对比,最大功率点跟踪技术也得到讨论。
在文章的结尾部分作者还分析了一套光伏并网试验系统。
该试验系统实现了太阳能电池最大功率点跟踪技术和高效率的逆变器设计。
[关键词]太阳能光伏发电逆变并网中图分类号:TK511 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2014)33-0363-011 概述2013年年初,京津冀地区遭遇严重雾霾天气; 10月份以后,大范围雾霾污染又蔓延至哈尔滨、苏州、上海、甚至三亚等地,全国范围从北到南无一幸免。
据相关部门统计, 2013年的雾霾天数是中国近52年来的最多,创下历史纪录。
环保专家指出,导致空气质量下降的污染物有二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入颗粒物、臭氧等。
在一些地区,尤其是大城市,工业生产、机动车尾气、建筑施工、冬季取暖烧煤等排放的有害物质难以扩散,导致空气质量显著下降。
面对越来越严峻空气污染形势,寻找新能源成为当前面临的迫切课题。
照射在地球上的太阳能非常巨大,而且太阳能发电绝对干净,不产生污染。
所以太阳能被誉为是理想的能源。
随着太阳能光伏发电技术的发展,光伏发电已经不再只是作为偏远无电地区的能源供应,而是向逐渐取代常规能源的方向发展。
本文主要讨论太阳能光伏发电系统中电力电子技术的应用;介绍并网系统的组成特点;根据不同的电路拓扑,讨论太阳能最大功率点跟踪技术的实现方法。
2 太阳能光伏系统的组成太阳能光伏发电系统是利用太阳能电池半导体材料的光伏效应,将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统,有独立运行和并网运行两种方式。
电力电子技术在太阳能发电系统中的应用
电力电子技术在太阳能发电系统中的应用随着环境保护意识的增强和能源需求的不断增长,太阳能发电作为一种清洁、可再生的能源形式,正逐渐受到人们的关注和广泛应用。
而在太阳能发电系统中,电力电子技术的应用发挥着重要作用。
本文将重点介绍电力电子技术在太阳能发电系统中的应用,并探讨其对系统性能的影响以及未来的发展方向。
一、直流/交流变换器在太阳能发电系统中,光伏电池阵列产生的电能通常为直流电,而大部分电网和电气设备都使用交流电。
因此,需要通过直流/交流变换器将太阳能发电系统产生的直流电转换为交流电,以满足对电能质量和供电稳定性的要求。
直流/交流变换器主要通过控制开关管的开通和关断实现对直流电的变换,具有高效率、低失真和高可靠性等特点。
在光伏发电系统中,直流/交流变换器的设计和优化是关键,可以提高系统的发电效率和电能质量。
二、最大功率点跟踪算法太阳能发电系统中,光伏电池的电压和电流与环境条件(如光照强度、温度等)密切相关,光伏电池的输出功率与其电压和电流之间的关系呈非线性特性。
为了使光伏电池能够以最大效率工作,需要通过最大功率点跟踪算法实时监测并调整光伏电池的工作点。
最大功率点跟踪算法基于电力电子技术,通过调整电压转换器的工作状态,使光伏电池以最佳工作点工作,实现最大发电效率。
三、电能质量调节太阳能发电系统的稳定性和电能质量对系统的可靠性和使用寿命有着重要影响。
电力电子技术可以用于控制和调节太阳能发电系统的电能质量,包括功率因数校正、谐波抑制和有功功率调节等。
通过在太阳能发电系统中加入适当的电力电子装置,可以实现对电能质量的调节和优化,提高系统的可靠性和稳定性。
四、能量储存与管理太阳能发电系统的不稳定性和间歇性特点使得其无法满足实际用电需求的连续性和稳定性。
因此,需要对太阳能发电系统进行能量储存和管理。
电力电子技术可以用于太阳能发电系统中的能量储存装置,如电池组等。
通过电力电子技术的控制和管理,可以实现对储能装置的充放电控制,以满足电能需求的平稳输出。
电力电子技术在新能源发电领域的应用
电力电子技术在新能源发电领域的应用随着新能源技术的不断发展,从太阳能、风能、水能到生物能等,新能源已经逐渐成为了未来能源的代表。
而其中电力电子技术正在成为新能源发电的关键技术之一,通过将新能源转化为高效、可靠的电能,从而推动了新能源发电产业的进一步发展。
一、电力电子技术在太阳能发电领域的应用在太阳能发电领域,电力电子技术主要应用在电池板、逆变器、充电调节器等方面。
其中,逆变器是太阳能发电系统中的核心设备之一。
逆变器将经过直流变成直流电池板中所产生的电能,变化成交流电,并输出到电网中。
逆变器的性能对太阳能发电系统的输出功率、能效等指标有着直接的影响。
目前,随着电力电子技术的不断创新,逆变器已经发展成了交流逆变器和直流逆变器两种类型。
交流逆变器既能适配于太阳能发电系统的电压输出,也能实现交流电的变换,能够在城市电网和乡村电网中相互应用。
而直流逆变器则更加适合大功率太阳能发电系统,在输出电路上采用直流电池板来完成电能转换。
此外,在太阳能发电系统中还有一些关键的电源元器件如金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)、一次侧相关电容器(C1)、电感器(L)等,对于其稳定性、效率等均有着极其重要的影响。
二、电力电子技术在风能发电领域的应用在风能发电领域,电力电子技术主要应用于变频器、齿轮箱等方面。
其中,变频器的作用是将风力机产生的机械能传递给发电机转化成电能。
通过单独调节风力机的转速,变频器能够调节输出电压、频率和有功功率等参数,有效实现了风力发电的优化管理。
在变频器方面,电力电子技术正在不断创新和升级。
如近年来兴起的双馈风力机,通过采用直接驱动方式,克服了传统风力机多级变速、多级减速等存在的一系列问题,具备了较高的转速和效率,从而实现了风力发电的持续稳定输出。
此外,在风能发电系统中,电机转子的匹配设计和电力电子变频技术的优化也都能够有效提升其输出功率和能效表现。
三、电力电子技术在水能发电领域的应用在水能发电领域,电力电子技术主要应用在水电站水轮机发电机组等方面。
电力电子技术在新能源发电系统中的应用
电力电子技术在新能源发电系统中的应用一、引言随着能源危机和环境污染问题的日益凸显,新能源发电系统作为替代传统能源的重要手段正在受到越来越多的关注。
而电力电子技术作为新能源发电系统中的关键技术之一,为新能源的高效转换和稳定运行提供了有力支撑。
本文将对电力电子技术在新能源发电系统中的应用进行探讨。
二、光伏发电系统中的电力电子技术应用光伏发电系统是以太阳能为能源,通过光伏电池将太阳能直接转换为电能的发电系统。
而在光伏发电系统中,电力电子技术的应用尤为重要。
电力电子技术可通过逆变器将直流电能转换为交流电能,从而满足电力系统对电能质量和稳定性的要求。
此外,电力电子技术还可以实现对光伏阵列的最大功率跟踪,提高光伏发电系统的转换效率。
三、风力发电系统中的电力电子技术应用风力发电系统是通过风能驱动风轮转动,从而将风能转化为机械能,再将机械能转化为电能的发电系统。
同样,在风力发电系统中,电力电子技术的应用也是至关重要的。
电力电子技术可以通过变频器调节风力发电机组的转速,使其始终保持在最佳状态,提高发电效率。
此外,电力电子技术还可以实现风力发电系统的无功功率控制,提高电能的稳定性和可靠性。
四、水力发电系统中的电力电子技术应用水力发电系统是通过水能驱动水轮机转动,从而将水能转化为机械能,再将机械能转化为电能的发电系统。
在水力发电系统中,电力电子技术的应用同样不可或缺。
电力电子技术可以通过调节水轮机的转速和叶片角度,实现对水能的高效利用。
此外,电力电子技术还可以实现水力发电系统的无功功率控制,提高电能的稳定性和可靠性。
五、核能发电系统中的电力电子技术应用核能发电系统是通过核能反应产生热能,再通过蒸汽发生器产生高温高压蒸汽,驱动汽轮机转动,最终将热能转化为电能的发电系统。
在核能发电系统中,电力电子技术的应用同样具有重要意义。
电力电子技术可通过调节汽轮机的转速和叶片角度,实现对核能的高效转换。
此外,电力电子技术还可以实现核能发电系统的无功功率控制,提高电能的稳定性和可靠性。
电力电子在太阳能光伏系统中的应用
电力电子在太阳能光伏系统中的应用太阳能光伏系统是一种通过将太阳能转换为电能的可再生能源系统。
电力电子是一门研究电力的电子技术,主要应用于电力转换、电力传输和电力控制等方面。
在太阳能光伏系统中,电力电子技术的应用起着至关重要的作用。
本文将探讨电力电子在太阳能光伏系统中的应用,并重点介绍逆变器、充电器和功率优化器在太阳能光伏系统中的作用。
一、逆变器逆变器是太阳能光伏系统中最常见的电力电子设备之一,其功能是将太阳能光伏板产生的直流电转换为交流电供应给电网或负载使用。
逆变器通过采用高效率的电力电子器件和控制技术,可以实现直流电到交流电的高效转换。
逆变器的输出电压和频率可以根据需要进行调节,以满足不同电网或负载的要求。
逆变器还具有功率调节和功率保护的功能,可以根据光伏板的输出功率变化自动调整输出电压和频率,确保系统的正常运行。
二、充电器太阳能光伏系统中使用的电池需要经常充电以获取足够的电能。
而充电器作为电力电子设备的一种,就是用来将光伏板产生的直流电转换为合适的电压和电流,以供给电池进行充电。
充电器通常采用开关变换器的技术,通过控制电路中的开关元件,将输入的直流电转换成需要的输出特性。
充电器还可配备过压保护、电流限制和充电状态检测等功能,以确保充电的安全和高效。
三、功率优化器太阳能光伏系统中,由于光照条件和温度的变化,光伏板的输出功率会有所波动。
为了最大限度地提高光伏板的发电效率,功率优化器被引入到光伏系统中。
功率优化器是一种电力电子设备,主要用于监测和优化光伏板的输出特性,以确保光伏板的工作点始终在最佳状态。
功率优化器通过感知每个光伏板的工作状况,并进行动态调节,可以确保光伏板的最大功率输出,提高系统的整体发电效率。
综上所述,电力电子在太阳能光伏系统中发挥着重要的作用。
逆变器将直流电转换为交流电,充电器将光伏板产生的直流电转换为合适的电压和电流供电池充电,功率优化器则用于监测和优化光伏板的工作状态。
这些电力电子设备的应用能够确保太阳能光伏系统的高效运行和最大发电效率。
电力电子技术在新能源应用中的研究与发展
电力电子技术在新能源应用中的研究与发展一、引言随着能源需求的不断增长,传统的能源形式已经无法满足人们日益增长的能源需求。
为了应对环境保护和能源安全的问题,新能源已经成为了当今国际社会的热门话题。
新能源具有清洁、安全、可再生等优点,是推进能源结构调整和可持续发展的重要手段。
而电力电子技术正是在新能源领域中扮演着重要的角色。
电力电子技术是现代电力系统中的一个重要组成部分,其应用范围涉及到电力系统各个领域。
下面,我们将重点探讨电力电子技术在新能源应用中的研究与发展。
二、电力电子技术在风力发电中的应用随着风力发电技术的不断成熟,风力发电已经成为了新能源领域的一个重要方向。
而电力电子技术在风力发电中的应用也越来越广泛。
风力发电并网系统一般由风电机组、变压器、变频器、直流母线、逆变器、接口电抗器、电网等多个部分组成。
其中,变频器和逆变器都需要电力电子技术的支持。
变频器主要用于调节风电机组的转速,以便于提高风力发电机的功率;逆变器则主要用于将直流电能转换为交流电并送入电网。
电力电子技术应用于风力发电中,可以有效地提高系统的效率,提高风电机组的发电能力,同时也能改善系统的运行稳定性。
三、电力电子技术在太阳能光伏中的应用太阳能光伏发电作为新能源的代表之一,其应用潜力巨大。
但是,太阳能光伏发电的效率受到了各种因素的影响,在实际应用中效率并不高。
因此,电力电子技术的应用可以有效地提高太阳能光伏发电的效率。
目前,已经出现了多种电力电子器件和电力电子控制技术,可以使太阳能光伏发电系统具有更加稳定的输出性能。
电力电子技术在太阳能光伏中的应用可以减少系统的损耗,提高系统的转换效率。
四、电力电子技术在储能技术中的应用对于新能源的大规模应用,储能技术是非常重要的一个环节。
储能技术可以有效地解决新能源发电的不稳定性和波动性,提高新能源的应用效率。
而电力电子技术在储能技术中也扮演着重要的角色。
电力电子技术可以实现电能的高效转换、控制与管理,为储能电站的设计和运行提供技术支持。
电力电子设备在光伏电站的应用
电力电子设备在光伏电站的应用光伏电站即与电网相连且向电网保送电力的光伏发电系统,其具有资源充足、平安牢靠、对资源散布和地域的依赖性弱、能源质量高、建立周期短等优点,但光伏电站的树立对建筑面积、气候环境等具有一定的依赖性,由于其属于绿色能源项目,所以遭到社会各界的普遍关注。
1光伏电站剖析现阶段大型的光伏电站为到达大范围集中应用太阳能的功用目的,在建立的过程中通常包括光伏阵列组件、逆流器、逆变器组、滤波器和升压变压器等电力电子构造,目前推行应用的光伏电站主要为太阳能光伏电站,其在光照的作用下,本身的太阳电池组件会生成相应的电动势,而且在其串并联构成方式的作用下可构成太阳能电池方阵,进而保证方阵电压满足系统输入电压规范,在充放电控制器对蓄电池充电的作用下,搜集的光能将有效的转换成电能并得到储存,逆变器的性能决议其可转化成交流电并电网相连,完成电网供电。
现阶段光伏电站的应用范围正快速的扩展,但在光伏阵列组合峰值、逆变器组合、热斑效应等方面仍需求进一步的深化研讨,在光伏电站的根底上进行电力电子设备的应用需求分离光伏阵列、逆变器等详细组合方式和并网拓扑数据等进行。
光伏电站在并网特征方面表现出谐波、电压异常响应、低电压穿越才能等特征,而这些特征招致光伏电站在电网电压、谐波、频率等方面难以满足电网的实践请求,所以需求应用相关的电力电子设备对其产生的电能质量进行改善。
2电力电子设备在光伏电站的应用剖析2.1自动发电控制器和自动电压在光伏电站的应用光伏电站分离调度的实践请求,将逆变器在单独运转或成组控制的逆变器上运转,应用其对调度提出的总有功进行全面的接纳,并在此根底上将负荷在运转的逆变器之间完成有效分配,详细的分配方式即计算总有功与单独运转逆变器所具有的功率的差额,将其视为成组控制的逆变器间可有效分配的总有功,而光伏电站中分配到某逆变器的'有功功率能够经过成组通知逆变器有功x(该台逆变器在当前光照条件下最大处置/一切逆变器当前光照条件下的最大出力之和)进行计算。
电力电子技术在光伏系统的应用
电力电子技术在光伏系统的应用电力电子技术在光伏系统的应用电力电子技术在光伏系统的应用【1】[摘要]为了解决日益严重的空气污染问题,我们亟待开发出清洁的新能源。
在此前提下太阳能光伏发电技术在全世界获得越来越广泛的应用。
这篇文章主要介绍了并网系统的构成以及现有技术特点。
在光伏系统中,根据不同的需求选用不同的电力电子器件,文中对几种常用逆变器进行了对比,最大功率点跟踪技术也得到讨论。
在文章的结尾部分作者还分析了一套光伏并网试验系统。
该试验系统实现了太阳能电池最大功率点跟踪技术和高效率的逆变器设计。
[关键词]太阳能光伏发电逆变并网1 概述2013年年初,京津冀地区遭遇严重雾霾天气; 10月份以后,大范围雾霾污染又蔓延至哈尔滨、苏州、上海、甚至三亚等地,全国范围从北到南无一幸免。
据相关部门统计,2013年的雾霾天数是中国近52年来的最多,创下历史纪录。
环保专家指出,导致空气质量下降的污染物有二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入颗粒物、臭氧等。
在一些地区,尤其是大城市,工业生产、机动车尾气、建筑施工、冬季取暖烧煤等排放的有害物质难以扩散,导致空气质量显著下降。
面对越来越严峻空气污染形势,寻找新能源成为当前面临的迫切课题。
照射在地球上的太阳能非常巨大,而且太阳能发电绝对干净,不产生污染。
所以太阳能被誉为是理想的能源。
随着太阳能光伏发电技术的发展,光伏发电已经不再只是作为偏远无电地区的能源供应,而是向逐渐取代常规能源的方向发展。
本文主要讨论太阳能光伏发电系统中电力电子技术的应用;介绍并网系统的组成特点;根据不同的电路拓扑,讨论太阳能最大功率点跟踪技术的实现方法。
2 太阳能光伏系统的组成太阳能光伏发电系统是利用太阳能电池半导体材料的光伏效应,将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统,有独立运行和并网运行两种方式。
与独立供电的光伏系统相比,并网系统一般都没有储能环节,直接由并网逆变器接太阳能电池和电网。
并网逆变器的基本功能是相同的。
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浅谈电力电子技术在光伏发电中的应用
作者:徐敏
来源:《新教育时代·教师版》2017年第04期
(大连电子学校辽宁大连 116000)
摘要:光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术,光伏发电是电力电子学与能源科学的一个结合点,是有待电力电子学开拓的新的应用领域。
关键词:光伏发电逆变电路直流变换
随着石化能源的日益枯竭及其转换过程给环境带来的污染和温室效应等问题,可再生能源已成为人类越来越紧迫的课题。
太阳能是取之不尽、用之不竭的清洁能源。
太阳能光伏发电是将太阳光辐射能直接转换为电能的方法,即太阳光辐射能经电池转换为电能,再经过能量存储、控制和能量变换,转换为便于人们使用的直流或交流电能。
光伏发电已逐渐成为人们利用太阳能的主要手段之一,可以说从太阳能电池产生电势开始,直到大家能使用这一电能为止,整个过程就是运用电力电子技术对电能进行变换、处理的过程。
因此,光伏发电是电力电子学与能源科学的一个结合点,是有待电力电子学开拓的新的应用领域。
[1]
太阳能光伏电池所发出的电能是随太阳光辐照度、环境温度、负载等变化而变化的不稳定直流电,还不能满足用电负载对电源品质要求,因此需要应用电力电子技术对其进行直流-直流(DC-DC)或直流-交流(DC-AC)变换,以获得稳定的高品质直流电或交流电供给负载或电网。
一、典型光伏发电系统的基本结构
光伏发电系统分为独立光伏系统和并网光伏系统。
独立光伏发电也叫离网光伏发电,主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成,若要为交流负载供电,还需要配置交流逆变器。
并网光伏发电就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网,可以分为带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统。
带有蓄电池的并网发电系统具有可调度性,可以根据需要并入或退出电网,还具有备用电源的功能,当电网因故停电时可紧急供电。
带有蓄电池的光伏并网发电系统常常安装在居民建筑;不带蓄电池的并网发电系统不具备可调度性和备用电源的功能,一般安装在较大型的系统上。
并网光伏发电有集中式大型并网光伏电站,一般都是国家级电站,主要特点是将所发电能直接输送到电网,由电网统一调配向用户供电。
但这种电站投资大、建设周期长、占地面积
大,还没有太大发展。
而分散式小型并网光伏,特别是光伏建筑一体化光伏发电,由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点,是并网光伏发电的主流。
[2]
二、光伏直流变换电路
光伏直流变换电路的主要功能是:实现“最大功率点跟踪(MPPT)”,即:随着天气(辐照度、温度)变化,实时调整负载的伏安特性使其相交于光伏电池伏安特性的最大功率输出点处,降低负载失配功率损失。
光伏电池是一种输出特性迥异于常规电源的直流电源,对电压接受型负载(如蓄电池)、电流接受型(如永磁直流电动机)、纯阻性负载3种不同类型的负载,其匹配特性也迥然相异光伏直流变换电路主要有脉冲宽度调制(PWM)和脉冲频率调制(PFM)两种方法,其中PWM为常用控制方法。
光伏直流变换器主电路分直接变换和间接变换两大类,直接变换有Buck(降压)变换器、Boost(升压)变换器等,间接变换有单端正激变换器、单端反激变换器等,其中Buck变换器、Boost变换器主电路是最基本的变换器拓扑,由此可派生出多种组合结构。
Buck变换器主电路如图所示,VT、VD、L、C 组成降压斩波器,调节开关管VT的开通占空比可调节负载电压,以调节光伏阵列工作点。
Boost变换器主电路如图所示,L、VT、VD、C组成升压斩波器。
当开关管VT开通时,L储能;开关管VT关断时, L所储磁能转化成的感应电压与光伏阵列输出电压串联相加向负载供电,开关管VT的开通占空比增大时输出电压增大。
适当调节占空比,可调整光伏阵列输出电压,使其处于最大功率点电压,且该电路可将光伏阵列输出电压升高。
三、光伏逆变电路
1.“逆变”是将直流电变换为极性周期改变的交流电。
离网型光伏发电系统中的逆变器多采用电压源型逆变器。
随着全控型电力电子器件和脉宽调制技术的进步,采用桥式主电路、以标准正弦波作为PWM调制波的正弦脉宽调制(SPWM)技术是目前应用最广泛的电压源逆变器控制技术,为了使逆变器输出电压滤波后尽量正弦化,出现了选择性消谐波等优化的PWM技术。
在此基础上,进一步出现了以控制输出电流正弦化为目标的电流瞬时值滞环跟踪PWM控制技术和针对三相桥式电压型逆变器的电压空间矢量PWM(SVPWM )技术。
SVPWM具有直流电压利用率高、动态响应快、开关损耗低、输出电压波形的总谐波畸变率低等优点,在三相电压型逆变器控制中的应用日益广泛。
2.按控制方式分类,有电压源电压控制、电压源电流控制、电流源电压控制和电流源电流控制4种方法。
以电流源为输入的逆变器,其直流侧需要串联一大电感提供较稳定的直流电流输入,但由于大电感往往会导致系统动态响应差,因此当前世界范围内大部分并网逆变器均采用以电压源输入为主的方式。
3.按照逆变器与市电并联运行的输出控制可分为电压控制和电流控制。
如果逆变器的输出采用电流控制,则只需控制逆变器的输出电流以跟踪市电电压,即可达到并联运行的目的。
由于其控制方法相对简单,因此使用比较广泛。
综合以上所述原因,光伏并网逆变器一般都采用电压源输入、电流源输出的控制方式。
典型逆变电路有:单相直接逆变系统、半控桥逆变技术系统、多DC-DC(MPPT)逆变系统,
参考文献
[1]《电力电子技术》人民邮电出版社徐丽娟主编
[2]《电力电子技术》机械工业出版社王兆安主编。