可用于分布式电源并网的双频逆变器研究
分布式电源接入配电网研究综述
分布式电源接入配电网研究综述随着能源需求的不断增长和对环境保护的不断呼吁,分布式电源已经逐渐成为电力系统领域的研究热点之一。
分布式电源接入配电网的研究在电力系统的可靠性、安全性和经济性等方面都具有重要意义。
本文旨在对分布式电源接入配电网的相关研究进行综述,以期对分布式电源相关研究领域提供一定的参考和指导。
分布式电源(Distributed Generation, DG)是指将分散在用户侧的小型电源单元(如风力发电、太阳能发电、生物质发电等)接入到配电网中,能够在保证用电安全的前提下实现用户自主供电的一种新型发电方式。
与传统集中式发电相比,分布式电源具有接近负载、减少输电损耗、提高用能效率、减少环境污染等优势。
分布式电源接入配电网的研究涉及到配电网的设计、规划、控制、保护等方面。
具体而言,研究内容包括分布式电源并网技术、逆变器控制策略、配电网规划与运行管理、配电网保护策略等。
二、分布式电源接入配电网的并网技术分布式电源并网技术是实现分布式电源接入配电网的基础和关键。
常见的分布式电源并网技术包括同步运行并网技术、逆变器并网技术、微网并网技术等。
同步运行并网技术是将分布式电源接入到配电网,使其与配电网同步运行。
这种技术适用于大规模的分布式电源,并具有技术成熟、操作稳定的优势。
同步运行技术对分布式电源的容量、负荷动态特性等要求较高,不适用于小规模的分布式电源接入。
逆变器并网技术是将分布式电源的直流输出通过逆变器转换为交流电,并与配电网进行并联运行。
逆变器并网技术适用范围广泛,可实现对多种类型的分布式电源的接入,是当前研究的热点之一。
微网并网技术是将分布式电源和负荷以及配电网设备通过微网控制器进行智能管理,形成一个具有一定自治能力的小型微网系统。
微网并网技术能够有效解决分布式电源接入对配电网造成的影响,并提高配电网的可靠性和灵活性。
三、逆变器控制策略逆变器是分布式电源与配电网之间的桥梁,其控制策略直接影响到分布式电源并网后的性能和稳定性。
逆变器在分布式发电系统并网的无功控制应用
摘 要: 分布式发 电技术是一种新型的、 具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式。并网分布式发 电系统的 无功控制将对 电网产生重要影响。利用分布式发电系统并网逆变器的数学模型, 研究了其有功、 无功解耦控制方 法, 可在容量范围内实现无功功率的独立调 节, 在此方案的基础上进行 了仿真。研究表 明, 分布式发 电系统的无 功控制方法有利于充分发挥分布式发电的积极作用, 减轻分布 式发 电对 配电网的不利影响 , 电力 系统更加 高 使
b t n s se T e g i - o n c e n e tro i r u e e ea in mo e ss tu . o a h e e t e r a t e p we e u u i y tm. h r c n e td i v r fd s b t d g n r t d li e p T c iv e c i o rr g — o d e t i o h v l t n i d p n e t t e a t e a d r a t e p we e o p e o t l r e e r h d T e e smu a in a d e p r n a i n e e d n l h c i n e ci o rd c u ld c n r er s a c e . o y, v v o a h n t i l t n x e me t h o i
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逆变器在分布 式发 电系统并 网的无功控制应 用
王延海 , 王诺 ( 东省 电力集 团公 司, 东 枣庄 山 山 270 ) 7 00
分布式电源并网逆变器典型控制方法综述
Ov r iw f Ty i a nt o e h d o i - n c e nv r e s e v e o p c lCo r lM t o s f r Gr d Co ne t d I e t r
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LCL滤波的双频并网逆变器控制策略研究
效率
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Re s e a r c h o n Co n t r o l S t r a t e g y o f Dua l ・ - Fr e q ue n c y Gr i d- - Co nn e c t e d I nv e r t e r wi t h LCL Fi l t e r
胡 丈翠 ( 1 9 8 8
) ,
改 流 善 系 统 进 网 电 流 的 动 态 性 能 ; 低 频 逆 变 蛩 采 用 滞 环 控 , 跟 堂 高 频 逆 器 传 递 大 部 分 功 率 。额 定 容 量 为 5 O k V A 并 网逆 变 器 的 仿 真 结 果 , 验 证 了 所 提 方 案
s ys t e m . Th e l o w re f q u e nc y i n v e te r r u s e s c ur r e nt h y s t e r e s i s c o nt r o l ,t r a n s f o r mi ng mo s t p o we r ,whi e h c o u h t ma k e t he wh o l e s y s t e m s a t i s f y t h e s t a n da r d o f g r i d— c o nn e c t e d c ur r e nt . The s i mu l a t i n g r e s u l t s o f a 5 0 kV A g r i d c o n n e c t e d i n v e r t e r v e r i f y t h e v a l i d i t y a n d r e as o n a b i l i t y o f t h e p r o p os e d s c he me . Ke y wo r d:dua l - f r e q ue nc y gr i d- c o nne c t e d i nv e r t e r; d oub l e l o op c o nt r o l ;qua s i - pr o por t i ona l r e s on an t e o nt r o l ;LCL il f t e r;e ic f i e n c y
微网系统分析V4_Xtenders双向逆变器
能量可以 双向流动
Xtender系列双向逆变器,又称逆变充电一体机,由一个逆变器、一个交流充电器和一个转移继电 器组成。K1和K2是一个重载的转移继电器,最大允许通过50A电流( 11。5KW)。即单台双向逆变 器交流母线最大可以通过11.5KW的能量。 逆变功能:Xtender带有一个高性能的工频逆变器,过载能力突出,允许倍3倍的额定功率输出5秒, 单机1.5到7KW,单相最多并联3个,可构建三相电网,最大功率63KW。 功率分配模式充电:当交流源(市电或柴油机)出现在AC IN端时,转移继电器会立即导通,优先 给负载供电,多余的能量给蓄电池充电,Xtender为一个带功率因数校正的充电器。Xtender还可允 许来自AC OUT端的电流给蓄电池充电。
8
7
结论
1、Xtender系列双向逆变器完全适合于构建微网系统的需要, 其可靠性和灵活性,目前市场上无以匹敌的。 2、利用Xtender双向逆变器自身的功能组合实现微网系统的控 制,受到很多限制。微网系统设计者,可以自己设计相应的 微网控制器(Studer免费提供双向逆变器通讯协议)。 3、通过双向逆变器将储能装置并联在交流电网是可行的。 4、当市电电网断开时,蓄电池系统和部分可再生能源提供备用 电源支持。 5、双向逆变器的交流输出电网,可以替代公共电网(孤岛系 统),保证部分并网逆变器继续工作。从理论和实践上是可 行的。强烈建议使用外置的ATS,对并网逆变器进行切换。
微网方案1:单相交流并接(PV2最大14KW)
PV2
模块式逆变器组成多单元系 统,各个模块内置的继电器, 不能同时打开或关闭,为了 防止继电器过流,因此需要 限制每相的最大功率。我们 极力推荐使用外部的大功率 自动切换开关
单台Xtender内置继电器开关额 定50ac/11.5KVA 并网逆变器最 大14KW(每相)
分布式光伏发电系统的并网型逆变器设计与控制
分布式光伏发电系统的并网型逆变器设计与控制摘要:随着可再生能源的快速发展,分布式光伏发电系统成为了一个受到广泛关注的领域。
在分布式光伏发电系统中,逆变器的设计与控制是关键的环节之一。
本文将介绍分布式光伏发电系统的基本原理,然后重点讨论并网型逆变器的设计与控制方法。
同时,将探讨当前存在的一些问题,并提出可能的解决方案。
1. 引言分布式光伏发电系统是一种将太阳能转化为电能的系统。
该系统将太阳能电池板转化的直流电能通过逆变器转化为交流电能,并输入到电网中。
逆变器是实现这一转换的核心设备之一。
并网型逆变器允许光伏发电系统与电网之间的双向电能流动。
当光伏发电系统产生的电能超过负载需求时,多余的电能将被输送到电网中,从而实现电能的共享与利用。
然而,为了确保安全稳定地将电能输送到电网中,逆变器的设计与控制变得尤为重要。
2. 分布式光伏发电系统的基本原理分布式光伏发电系统主要由太阳能电池板、逆变器、电网和负载组成。
太阳能电池板将太阳能转化为直流电能,逆变器将直流电能转化为交流电能,然后输入到电网中,最后供给负载使用。
光伏发电系统的工作过程如下:1) 太阳能电池板将太阳光转化为直流电能。
2) 逆变器将直流电能转化为交流电能。
3) 交流电能通过变压器升压之后,输入到电网中。
4) 电网将电能供给给负载使用。
3. 并网型逆变器的设计由于并网型逆变器需要将直流电能转化为交流电能并输入到电网中,因此其设计需要满足以下要求:1) 高效性:逆变器的转换效率应尽可能高,以最大程度地减少能源损耗。
2) 可靠性:逆变器需要具备稳定、可靠的运行能力,以确保电能的安全输送。
3) 控制性能:逆变器需要具备灵活、精确的控制能力,以应对电能输出的要求。
4. 并网型逆变器的控制并网型逆变器的控制包括全局控制和局部控制两个方面。
全局控制主要是通过监测电网的运行状态和负载需求来控制逆变器的电能输出,以实现对电网功率的调节。
局部控制主要是通过反馈控制回路来调整逆变器的输出特性,以保持稳定的输出电压和频率。
《2024年基于PFF控制的推挽全桥双向DC-DC变换器的研究》范文
《基于PFF控制的推挽全桥双向DC-DC变换器的研究》篇一一、引言随着电动汽车、可再生能源及分布式电源系统等领域的快速发展,对高效、可靠、双向DC-DC变换器的需求日益增长。
推挽全桥双向DC-DC变换器因其高效率、低损耗和灵活的能量传输特性,成为研究热点之一。
本文针对基于PFF(Power Flow Control)控制的推挽全桥双向DC-DC变换器展开研究,旨在提高其性能和稳定性。
二、推挽全桥双向DC-DC变换器概述推挽全桥双向DC-DC变换器是一种能够实现能量双向流动的变换器,其基本结构包括两个全桥电路,通过控制开关管的通断,实现能量的传递和回收。
该变换器具有高效率、低损耗、高功率密度等优点,广泛应用于电动汽车、储能系统等领域。
三、PFF控制策略介绍PFF控制是一种功率流控制策略,通过实时监测系统功率需求,调整开关管的通断时间,实现能量的精确控制。
在推挽全桥双向DC-DC变换器中,PFF控制能够根据系统需求,灵活调整能量传输方向和大小,提高系统效率和稳定性。
四、基于PFF控制的推挽全桥双向DC-DC变换器研究4.1 理论分析本文首先对基于PFF控制的推挽全桥双向DC-DC变换器进行理论分析,包括电路拓扑、工作原理、能量传输过程等。
通过建立数学模型,分析系统的稳态性能和动态性能,为后续的仿真和实验提供理论依据。
4.2 仿真研究利用仿真软件对基于PFF控制的推挽全桥双向DC-DC变换器进行仿真研究。
通过改变系统参数,如输入电压、输出电压、开关频率等,观察系统的响应特性,验证理论分析的正确性。
同时,通过仿真研究,优化系统参数,提高系统性能。
4.3 实验验证在仿真研究的基础上,搭建实验平台,对基于PFF控制的推挽全桥双向DC-DC变换器进行实验验证。
通过实验数据,分析系统的性能指标,如效率、损耗、稳定性等。
将实验结果与仿真结果进行对比,验证理论分析和仿真研究的正确性。
五、结果与讨论5.1 研究成果通过理论分析、仿真研究和实验验证,本文取得了以下研究成果:(1)建立了基于PFF控制的推挽全桥双向DC-DC变换器的数学模型,为后续的研究提供了理论依据;(2)通过仿真研究,优化了系统参数,提高了系统性能;(3)通过实验验证,证明了理论分析和仿真研究的正确性,为实际应用提供了参考。
含逆变型分布式电源的电网故障电流特性与故障分析方法研究
分布式逆变电源电网故障电流特性及故障分析方法研究1.本文概述本研究旨在深入探讨和分析包含分布式发电(DG)逆变器的电网系统在遇到故障时的电流特性及其对故障分析技术的影响。
随着可再生能源技术的发展和应用,光伏电站、风力发电等逆变器分布式电源日益普及,并深入配电网,改变了传统电力系统的运行模式和故障特征。
本文首先回顾了当前电力系统中逆变器分布式电源的基本原理和常见连接方法,然后重点分析了电网发生故障时输出电流的变化,以及故障检测和定位的复杂性带来的挑战。
我们提出了一种适用于这类电网环境的故障电流建模方法,并结合实际案例分析,说明如何使用这些模型有效地识别和区分正常运行条件下的电流特性和各种故障状态。
这为提高电力系统的安全稳定运行和快速有效的故障处理提供了理论依据和技术支持。
通过本研究,有望丰富和完善逆变式分布式电源电网故障分析的理论体系,为未来智能电网的故障防御和保护策略设计提供有益的指导。
2.逆变器分布式电源的基本原理和结构特点逆变分布式发电(DG)主要是指通过电力电子技术将太阳能、风能等可再生能源转化为电力并可并网运行的小型发电装置。
逆变器作为核心部件,起着至关重要的作用。
逆变器的基本工作原理是将分布式能源系统的直流电有效地转换为与电网频率和电压相匹配的交流电,以便于与公共电网的连接和能量交换。
这种转换过程通常使用脉宽调制(PWM)技术或其他先进的控制策略,以确保输出电力的质量符合电网连接标准。
逆变器型分布式电源的结构主要包括三个部分:前端能量收集单元(如光伏阵列、风力涡轮机等)、中间能量转换单元(即逆变器)以及后端并网接口和控制系统。
能量收集单元负责从自然环境中获取能量。
逆变器对采集的直流电进行高频切换,产生交流电的正弦波形,并网接口和控制系统负责监测电网状态,实现电网同步,调整输出功率,并执行各种保护功能,以确保整个系统稳定、安全、高效运行。
在实际应用中,逆变器分布式电源因其模块化、高灵活性和环境友好性而得到广泛应用。
采用LCL滤波器的并网逆变器双闭环入网电流控制技术
采用LCL滤波器的并网逆变器双闭环入网电流控制技术一、本文概述随着可再生能源的快速发展,并网逆变器在电力系统中的应用越来越广泛。
并网逆变器的主要功能是将分布式电源(如光伏、风电等)产生的电能转换为与电网同频同相的交流电,并安全、高效地并入电网。
然而,并网逆变器在并网过程中会产生谐波和电气噪声,对电网造成污染。
为了改善并网电流的质量,采用滤波器对并网电流进行滤波处理成为一种有效的解决方案。
本文重点研究采用LCL滤波器的并网逆变器双闭环入网电流控制技术。
LCL滤波器以其优良的滤波性能和较小的体积优势,在并网逆变器中得到了广泛应用。
双闭环入网电流控制技术则通过内环电流控制和外环电压控制,实现对并网电流的精确控制。
本文首先介绍了LCL滤波器的基本原理及其在并网逆变器中的应用,然后详细阐述了双闭环入网电流控制技术的实现方法,包括内环电流控制策略和外环电压控制策略。
通过仿真和实验验证了所提控制技术的有效性和优越性。
本文的研究对于提高并网逆变器的并网电流质量、减小对电网的污染以及推动可再生能源的发展具有重要意义。
本文的研究结果也可为其他类型的滤波器设计以及更先进的并网电流控制技术的研究提供参考。
二、LCL滤波器的基本原理与特性LCL滤波器是一种三阶滤波器,它在并网逆变器的应用中起到了关键作用。
相比于传统的L型或LC型滤波器,LCL滤波器具有更好的谐波抑制能力和更高的滤波效果。
其基本原理和特性主要体现在以下几个方面。
基本原理:LCL滤波器由两个电感(L)和一个电容(C)组成,形成一个π型结构。
在并网逆变器的输出端,LCL滤波器可以有效地滤除高频谐波,使输出电流接近正弦波,从而满足电网对电能质量的要求。
同时,由于LCL滤波器的三阶特性,它可以在不增加额外损耗的情况下,实现更好的谐波抑制效果。
高滤波性能:由于LCL滤波器的三阶特性,它在抑制高频谐波方面具有显著优势。
相比于传统的L型或LC型滤波器,LCL滤波器可以更有效地滤除高频谐波,提高输出电流的质量。
双向逆变器的并网控制策略研究
逆 变器 , 对 它的并 网运 行模 式进 行 了深入研 究 , 并 阐述 了它在 并 网运 行 模 式 下 的拓 扑 结构 、 工作 原
理 、 制方 案。在 此基 础 上设计 出一 台 2 k 实验样机 , 控 W 实验 结果 表 明 该双 向 逆 变器在 并 网模 式 下
可 以实现 能量 的双 向流动 , 有较 高的功率 因数 , 具 满足 并 网运行 要 求。 关 键词 : 向逆 变器 ; 网运行 ; 双 并 高功率 因数
2 1 第 1期 0 1年
工业 仪表 与 自动 化 装 置
・ 3・ 7
双 向 逆 变 器 的 并 网控 制 策 略 研 究
王 兴贵 , 玲霞 , 耀文 赵 卢
( 州理 工大 学 , 兰 兰州 7 0 5 ) 300
摘 要 : 绍 了一 种基 于 纯交流 母线供 电的风 光 柴互补 发 电 系统 中蓄 电池充放 电的装置 , 介 即双向
和负载 扰动 的影 响 , 高 系 统 的 动态 响应 速 度 和抗 提 干扰性 , 双 向逆 变器 的控 制 中 , 入 了模 糊 自适应 在 引 P 控 制 , 系统 具有 较好 的适 应性 和动 静态性 能 。 率 可 叠 加 、 行 简单 、 靠性 运 可
t tp a e n de in d. Th x e i n a e u t h w h tte b —d r c in li v re a c iv i o y e h sb e sg e e e p rme tlr s lss o ta h i ie to a n e re n a h e e b — t d r c in lfo o neg , h sh g o rf co n es t e n e fgi ie t a w fe r o l y a i h p we a t ra d me t h e d o rd—c n e t d o e a in. o n ce p r to
分布式电源并网技术及其对配电网的影响
分布式电源并网技术及其对配电网的影响一、引言近年来,随着能源需求的不断增加和能源结构的不断变化,分布式电源并网技术逐渐受到关注。
分布式电源并网技术可以实现可再生能源的有效利用,并对配电网产生深远影响。
本文将探讨分布式电源并网技术的原理与发展,并分析其对配电网的影响,从而更好地推动分布式电源并网技术的发展与应用。
二、分布式电源并网技术的原理与分类1. 分布式电源并网技术的原理分布式电源并网技术是指将分布式电源与配电网有机地结合起来,并实现双向电能传输和交换的技术。
其主要原理是通过逆变器将分布式电源发电的直流电能转换为交流电能,然后将交流电能与配电网中的电能进行匹配和双向传输。
2. 分布式电源并网技术的分类分布式电源并网技术可以根据其连接方式和能源类型进行分类。
按照连接方式,可以分为并网型和孤岛型两种;按照能源类型,可以分为太阳能光伏发电、风力发电、燃料电池等。
三、分布式电源并网技术的发展现状1. 国内外分布式电源并网技术的发展现状近年来,国内外对分布式电源并网技术的研究取得了一系列重要进展。
在国外,德国、美国等国家积极推动分布式电源的规模化应用,并进行了相关的扶持和法规制定。
在中国,国家能源局也出台了一系列文件,鼓励分布式电源的发展与应用。
2. 分布式电源并网技术存在的问题与挑战分布式电源并网技术发展过程中仍然存在一些问题与挑战。
首先,目前的逆变器技术仍然存在转换效率不高、成本较高等问题。
其次,分布式电源的规模化接入给配电网的运行管理带来了一定困难,需要进一步完善相关监测和管理系统。
此外,电力市场的改革也是分布式电源并网技术发展的重要议题之一。
四、分布式电源并网技术对配电网的影响1. 对供电可靠性的影响分布式电源并网技术可以将分散分布的电源与配电网有机地结合起来,提高供电的可靠性。
通过适当调控分布式电源的输出功率和运行状态,可以降低传统配电网的负荷压力,减少供电中断和电压波动等现象。
2. 对配电网运行管理的影响分布式电源并网技术的应用对配电网的运行管理提出了新的要求。
可再生能源分散接入用先进并网逆变器研究综述_曾正
0 引言
随着全球环境污染问题和化石能源危机的不断 加剧, 清洁的可再生能源得到了越来越多的关注[1]。 近年来,风力、光伏等非水电可再生能源得到了快 速发展,国内建立了大量的大型风力、光伏电站[2]。 然而,我国幅员辽阔,风光可再生能源富集区与负 荷中心区之间呈逆向分布,使得这些大型风光电站 必须通过高压远距离输电走廊才能送达负荷端[3]。 由于风速和光照强度的非线性、随机性和不可控性 等特征[4-5], 大型风光电站的接入给电力系统的稳定 带来了不小的挑战。近年来,频繁出现的风电场事 故使得大型风电场的并网小时数偏低,大量弃风不 但影响 投资 成本的 回收 ,还造 成巨 大的资 源浪 费[3,6]。因此,光伏、风机等分布式电源的“分散接 入、就近接纳、就地产销”引起了广泛的关注,国 网公司也针对分布式电源并网推出了相关的服务 举措[7]。可以预见,在不久的将来,配电网将从原 来的纯无源的受端系统逐渐转变为含有分布式发 电系统[8]和微电网的有源系统[9],有源配电网[10]的
An Overview on Advanced Grid-connected Inverters Used for Decentralized Renewable Energy Resources
ZENG Zheng1, ZHAO Rongxiang1, TANG Shengqing1, YANG Huan1, LÜ Zhipeng2
2 先进并网逆变器
2.1 装置级 从装置级来看,先进并网逆变器在直流电压变 换环节、逆变器电路、滤波网络和功率器件上都可 能存在一些不同于传统并网逆变器的地方。 1)直流电压变换环节。 从直流电压变换环节来看,一些先进并网逆变 器的结构如图 2 所示。传统并网逆变器的直流电压 变换环节主要为 Boost 电路,将分布式电源的直流 输出电压经过泵升后接到 DC/AC 变换环节,以满 足并网条件。然而,由于 Boost 电路的电压抬升能 力有限,并网逆变器所能接纳的分布式电源直流电 压变化范围一般比较窄。近年来,各种具有升压功 能的高增益直流电压变换电路得到了广泛研究[18]。 同时,为了消除光伏电池板可能存在的泄漏电 流对人身安全的危害[19], 一些高频链隔离的直流电 压变换环节也引起了关注[20]。
分布式电源接入配电网研究综述
分布式电源接入配电网研究综述随着电力需求的不断增长,传统的中央化电力系统已经无法满足人们对电力的需求。
分布式电源接入配电网成为了解决电力供应问题的重要方式之一。
分布式电源接入配电网是指将分布式电源直接接入到低压配电网中,以满足特定区域的电力需求。
本文将对分布式电源接入配电网的相关研究进行综述。
我们将从分布式电源的类型和接入技术入手。
目前常见的分布式电源类型包括太阳能光伏发电、风能发电、微型水电发电等。
这些分布式电源通过逆变器将直流电转换成交流电,并通过电网进行输电。
为了实现分布式电源的接入,需要解决电力输入输出的问题。
目前有三种常见的接入技术,包括并网逆变技术、孤岛保护技术和电力质量问题。
我们将介绍分布式电源接入配电网的优点和挑战。
分布式电源接入配电网具有多种优点,例如能够提高电力供应可靠性、减少电力线路损耗、降低电力传输成本等。
分布式电源接入配电网也面临一些挑战,例如机电耦合问题、电网安全问题和电力质量问题等。
接着,我们将探讨分布式电源接入配电网的调度和运行问题。
分布式电源接入配电网的调度和运行是保证电力供应可靠性和电网安全的重要环节。
目前有很多研究工作集中在分布式电源接入配电网的调度和运行问题上,例如功率分配、电压控制、电网稳定等。
我们将介绍分布式电源接入配电网的发展趋势和前景。
分布式电源接入配电网已经成为电力系统发展的趋势之一。
未来,分布式电源接入配电网将更加智能化和可靠化,同时也需要解决一些技术难题,例如电力输入输出平衡、电力储存和能量管理等。
分布式电源接入配电网是解决电力供应问题的重要方法之一。
本文综述了分布式电源接入配电网的相关研究,包括分布式电源的类型和接入技术、优点和挑战、调度和运行问题,以及发展趋势和前景。
希望对相关研究人员和电力系统管理者有所帮助。
双向逆变器的设计开题报告
双向逆变器的设计开题报告双向逆变器的设计开题报告一、引言随着电力系统的发展和能源需求的增加,对于能源的高效利用和可再生能源的应用已经成为当今社会的重要课题。
而双向逆变器作为一种重要的电力转换设备,具有将直流电能转换为交流电能和将交流电能转换为直流电能的功能,广泛应用于电力系统中。
本文旨在探讨双向逆变器的设计原理和实现方法,为实际应用中的双向逆变器设计提供参考。
二、双向逆变器的基本原理双向逆变器是一种能够实现双向功率流动的电力转换装置,其基本原理是通过控制开关管的导通和关断,实现直流电能和交流电能之间的相互转换。
在逆变模式下,双向逆变器将直流电能转换为交流电能,供给交流负载;而在逆变模式下,双向逆变器则将交流电能转换为直流电能,以实现能量的回馈和储存。
通过灵活的控制策略和电路设计,双向逆变器能够实现高效的能量转换和电力系统的灵活运行。
三、双向逆变器的设计要点1. 控制策略的选择双向逆变器的控制策略是实现其功能的关键。
常见的控制策略包括基于电压的控制、基于电流的控制和基于功率的控制等。
在设计过程中,需要根据实际应用需求和系统性能要求选择合适的控制策略,并通过合理的参数调整和算法设计,实现双向逆变器的稳定运行和高效能量转换。
2. 拓扑结构的选择双向逆变器的拓扑结构决定了其电路特性和性能。
常见的双向逆变器拓扑结构包括全桥拓扑、半桥拓扑和三电平拓扑等。
在设计过程中,需要根据功率要求、效率要求和成本要求等因素综合考虑,选择合适的拓扑结构,并进行电路参数的优化设计,以实现双向逆变器的高效运行和稳定性能。
3. 电路保护与故障诊断双向逆变器在实际应用中可能会遇到各种故障和异常情况,如过流、过压、短路等。
为了确保系统的安全运行和设备的保护,需要设计合理的电路保护和故障诊断机制。
通过合理的保护电路设计和故障检测算法,可以及时发现和处理故障,保证双向逆变器的可靠性和稳定性。
四、双向逆变器的应用领域双向逆变器作为一种重要的电力转换设备,广泛应用于电力系统中的多个领域。
单相并网离网双模式逆变器控制策略综述
电气传动2020年第50卷第5期ELECTRIC DRIVE 2020Vol.50No.5摘要:单相并网/离网双模式逆变器是分布式发电系统的重要组成部分,它既可工作于并网模式,将分布式发电装置产生的电能送入大电网;又可工作于离网模式,在大电网供电中断时将分布式电能提供给本地负载。
基于广大学者对单相并网/离网双模式逆变器的研究成果,主要对其控制策略进行分类和归纳,总结其控制特点和适用场合,为进一步深入研究单相并网/离网双模式逆变器提供参考。
关键词:户用微电网;单相;双模式;逆变器;控制策略中图分类号:TM46文献标识码:ADOI :10.19457/j.1001-2095.dqcd19938Overview of Control Strategies for Single -phase Grid -connected/Off -grid Dual -mode InvertersCHEN Yaai ,ZHAO Junwei ,ZHOU Jinghua ,SHI Yongshuai ,WANG Sai(Inverter Technology Engineering Research Center of Beijing ,North China University ofTechnology ,Beijing 100144,China )Abstract:The single -phase grid -connected/off -grid dual -mode inverter is an important part of the distributedgeneration system.It can work in the grid -connected mode to send the power generated by the distributed power generation unit to the large power grid.Mode that provides distributed power to the local load when the mains supplyis interrupted.Based on the research results of single -phase grid -connected/off -grid dual -mode inverters ,its control strategies was classified and generalized ,its control characteristics and applicable occasions was summarized.It providesd a reference for further studies of single -phase grid -connected/off -grid dual mode inverters.Key words:household microgrid ;single -phase ;double -mode ;inverter ;control strategy单相并网/离网双模式逆变器控制策略综述陈亚爱,赵军伟,周京华,石永帅,王赛(北方工业大学北京市变频技术工程技术研究中心,北京100144)基金项目:国家自然科学基金面上项目(51777002);北京市高水平创新团队建设计划资助项目(IDHT20180502)作者简介:陈亚爱(1961-),女,硕士,教授,cya@数字控制在电力电子领域的应用和进步,使全球能源管理技术得到迅速发展,从而使智能电网的实现成为可能[1]。
分布式电源的并网技术及其功率控制
分布式电源的并网技术及其功率控制现如今,以可再生能源为代表的分布式电源逐渐实现并网,成为电力系统中不可忽视的一部分。
分布式电源的并网技术及其功率控制是保证能源的高效利用和电网的稳定运行的关键因素之一。
本文将对分布式电源的并网技术及其功率控制进行深入探讨,旨在为读者更好地理解和应用这一领域的相关技术提供参考。
一、分布式电源的概念及其优势首先,我们需了解分布式电源的概念。
分布式电源是指基于独立发电设备或能源装置,将电能产生和转换与供电网络紧密结合的一种发电模式。
其与传统的中央发电模式相比,具有以下几个优势。
首先,分布式电源具有较短的输电距离,能够减少输电线路的损耗和电能传输过程中的损耗。
其次,分布式电源可以根据需求实现规模化的扩展,灵活应对电力系统中的负荷变化。
再次,分布式电源可根据当地资源的情况,选择和优化能源的类型和形式,提高能源利用效率。
二、分布式电源的并网技术分布式电源并网技术是分布式电源实现与电力系统互联的关键环节。
目前,常见的分布式电源并网技术主要包括逆变器技术、同步电压技术和电网同步技术。
首先,逆变器技术是分布式电源并网的核心技术之一。
逆变器可以将分布式电源产生的直流电能转换为交流电能,并通过与电力系统的互联,实现与电网的高效连接。
逆变器具备较高的电压变换效率和较好的功率因数调节特性,能够满足电力系统对电能质量的要求,保证电力系统的稳定运行。
其次,同步电压技术是分布式电源并网中的另一个关键技术。
同步电压技术是通过控制逆变器输出电压的频率和相位与电力系统保持一致,实现电力系统与分布式电源的匹配。
这种技术可以确保分布式电源的电能输出能够与电力系统实现同步,提高系统的供电能力和稳定性。
最后,电网同步技术是分布式电源并网技术的最终目标。
电网同步技术通过对分布式电源所处电网的实时监测和反馈控制,使得分布式电源与电力系统的频率、相位和电压等参数保持一致,实现分布式电源与电网的紧密连接。
借助电网同步技术,分布式电源可以充分发挥其供电能力,实现可靠、高效的电力供应。
多功能并网逆变器研究综述_曾正
表 2 Hirachi K 等所提单相全桥式拓扑的参数
Tab.2 Parameters of single-phase full-bridge topology proposed by Hirachi K et al
对象
直流电源 容量 电网电压 开关频率 功率器件 控制策略 复合功能
参数
PV 电池、储能电池,直流母线电压 200 V 输入功率小于 3.4 kW,额定容量 3 kV·A 110 V / 60 Hz 40 kHz MOSFET PI 控制,SPWM 调制 单相 APF 功能
从 图 1 或 图 2 不 难 发 现 :Wu T F 等 提 出 的 这 类拓扑具有 3 个明显的缺陷。
a. 由于 PV 输出功率具有较大的波动性,这类多 功能并网逆变器只能稳定地工作于并网运行模式。 如果图 1(或图 2)所示拓扑工作于离网运行模式,当
VD1
PV 电池
S1
半桥
Lf
VD2 直
流
滤 Cf 波
VT1
Cdc udc VT3
iPV
uPV udc 门极脉冲
控制系统(DSP TMS320F240)
Ls ia iL is us S2 负 荷
is us
图 2 Wu T F 等提出的单相半桥式多功能并网逆变器
Fig.2 Single-phase half-bridge topology of multi-functional grid-connected inverter proposed by Wu T F et al
该拓扑能实现 PV 电池的并网和谐波电流的补 偿。 按如图 1 所示电流参考方向,当负荷开关 S2 闭 合后,电网和并网逆变器均可向负荷供电。 若负荷较 小,并网逆变器输出的过剩电力注入电网;若负荷较 大,并网逆变器输出功率不足的部分由电网供给。 值 得指出的是:当负荷为整流负荷等非线性负荷时,可 以通过控制器的调节作用改变并网逆变器的输出电 流,使其提供所需补偿的谐波电流,使得电网支路的 电流 is 仅为正序基波分量,即并网逆变器可起到并联 有源电力滤波器 APF(Active Power Filter)的作用。
浅谈规范分布式电源并网技术服务
浅谈规范分布式电源并网技术服务分布式能源系统并不是简单地采用传统的发电技术,而是建立在自动控制系统、先进的材料技术、灵活的制造工艺等新技术的基础上,具有低污染排放,灵活方便,高可靠性和高效率的新型能源生产系统。
根据《国家电网公司关于印发分布式电源并网相关意见和规范》中对所服务的分布式电源项目做出了定义,是指:在用户所在场地或附近建设安装、运行方式以用户侧自发自用为主、多余电量上网,且在配电网系统平衡调节为特征的发电设施或有电力输出的能量综合梯级利用多联供设施。
当今电力行业在大力发展原有的大电网集中发电、远距离输电和大型互联网络的同时,不断开发新能源,加强可再生能源的利用率,形成了大电网与分布式发电技术相结合的新型供电模式。
随着分布式电源应用的日益广泛,它们在电力系统的渗透率也越来越高。
分布式发电系统正在由分散、小规模开发、就地消纳,逐步向大规模、高集中开发,高电压输送方向发展。
分布式电源的规模性接入,对电力系统运行各方面将产生一定的影响。
组成分布式能源系统的发电系统具有如下特点:①高效地利用发电产生的废能生成热和电;②现场端的可再生能源系统;③包括利用现场废气、废热及多余压差来发电的能源循环利用系统。
分布式光伏是未来发展的重点,前景非常可观。
大力发展新能源是国家的重大战略决策。
电网是新能源输送和优化配置的平台,进一步规范新能源并网服务能够保障新能源发电项目安全、可靠、及时接入电网,意义重大。
2.分布式发电接入对电网的影响及并网技术规范为了鼓励和规范分布式电源的发展,国网公司企业标准《Q/GDW480-2010分布式电源接入电网技术规定》中明确了分布式电源接入系统的原则,规定了公共连接点处分布式电源并网容量限制;短路电流限制;并网推荐电压等级等。
且对功率控制和电压调节也进行了规定。
国家电网公司规定了分布式电源接入电网应遵循的基本原则:(1)并网点的确定原则为电源并入电网后能有效输送电力并且能确保电网的安全稳定运行。
分布式电源接入电网技术研究与应用
分布式电源接入电网技术研究与应用近年来,随着能源需求的不断增长,传统的中央化电网已经不能完全满足人们的需求。
尤其是在某些偏远地区或海外岛屿等地区,供电难度较大。
同时,太阳能、风能等新能源的普及和发展,也促使人们对于分布式电源的接入与利用提出了更高的要求。
因此,分布式电源接入电网技术逐渐得到人们的重视。
分布式电源是指将分布于各个消费者端的小型可再生能源设备接入到电网上,以实现能源的分布式供给。
分布式电源接入电网的本质是去中心化,旨在将能源的生产和消费进行有效的连接。
该技术具有多种优势,如提高电网稳定性、减少电能损耗以及降低能源污染等,因此备受关注。
但是,分布式电源接入电网也存在一定的挑战。
首先,由于分布式电源之间的供需难以平衡,对于能源流量的管理不够完善,产生了可靠性问题。
其次,分布式电源与电网的接口存在着技术瓶颈,如电网保护等问题。
因此,研究分布式电源接入电网技术,解决上述问题,成为当前能源领域应当关注的焦点。
在分布式电源接入电网技术研究方面,目前主要关注以下几个方向:一、接口技术分布式电源与电网之间的接口技术是实现联网的关键。
接口技术包含了控制器、逆变器、电力电子元件等多个方面。
目前研究更加关注的是逆变器的研发和应用,这也是分布式电源接入电网的关键部件。
二、供电模式分布式电源接入电网的供电模式有两种,分别为独立运行与并网运行。
在独立运行模式下,当分布式电源供电不足时,需要使用传统电网进行补充,因此需要建设备用发电机进行备用。
而在并网运行模式下,则需要考虑如何与电网进行交互,保证电能从电网传输到消费者,同时防止能量回流。
三、控制策略合理的控制策略是实现分布式电源接入电网的前提。
当前研究中,主要关注的是控制能量传输和压力的策略。
控制能量传输即通过控制电流来实现能量传输的同时保证电网电压和频率的稳定;而控制压力策略则主要是针对性能不佳的风电机组,通过调整转速来控制输出电压。
未来,随着技术的不断进步,分布式电源接入电网的应用将越来越广泛。
分布式发电系统并网逆变器控制方法研究的开题报告
分布式发电系统并网逆变器控制方法研究的开题报告一、研究背景及意义在当前全球能源紧缺的情况下,为了更好地发挥分布式发电系统的作用,提高其发电效率和质量,建立高效、稳定的并网系统已成为当今能源领域研究的热点和重要方向。
逆变器是分布式发电系统的核心组成部分,控制其输出电压和频率对于保持稳定的电网运行至关重要。
因此,研究分布式发电系统并网逆变器的控制方法,对于推进新能源发展、实现清洁能源利用具有重要的现实意义。
二、研究内容及方法针对分布式发电系统并网逆变器控制方法的研究,本文计划从以下几个方面展开:1. 逆变器控制策略研究:分析逆变器控制策略的原理和特点,包括基于传统的PI 控制策略、改进的模糊控制策略以及基于神经网络的控制策略等,探讨其优缺点及适用范围。
2. 逆变器控制算法设计:针对不同的逆变器控制策略,设计相应的控制算法,并进行仿真实验,验证算法的有效性和可行性。
3. 并网逆变器响应特性研究:根据并网逆变器的响应特性,对其对电网频率和电压响应的能力进行研究,评估其对电网稳定运行的贡献。
4. 逆变器控制系统的实现与优化:以 FPGA 为主要实现平台,结合MATLAB/Simulink 等仿真工具,设计、实现并测试逆变器控制系统,优化控制算法和参数,提升逆变器控制精度和响应速度。
三、研究计划及进度安排1. 学习分布式发电系统的基本原理和逆变器控制方法,查阅相关文献资料,明确研究目的和意义,完成研究背景分析,撰写开题报告(1 周)。
2. 深入研究并比较不同的逆变器控制策略,并确定本文采用的控制策略并设计相应的控制算法(3 周)。
3. 利用 MATLAB/Simulink 等仿真工具搭建并网逆变器模型,进行仿真实验,验证控制算法的有效性和可行性(2 周)。
4. 研究并分析并网逆变器的响应特性及其贡献,归纳总结经验和问题,并在此基础上进行逆变器控制系统的实现与优化(4 周)。
5. 编写研究报告,并准备答辩(1 周)。
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Study on Distributed Power Grid-Connected Dual Frequency Inverter
Shuhuai An, Yujia Sun, Qian Xu, Jun Ding, Honglei Wang, Yinglei Guo
Qingdao Power Supply Company of State Grid Shandong Electric Company, Qingdao Shandong Received: Oct. 8 , 2016; accepted: Oct. 28 , 2016; published: Oct. 31 , 2016 Copyright © 2016 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/
u ga
(c) 状态 3 时电路
(d) 状态 4 时电路
Figure 2. The circuits of phase A arm bridge of four states 图 2. 4 种状态时 A 相桥臂电路
186
安树怀 等
电流滞环控制。 由于双频逆变器的低频单元跟踪系统输出电流采用电流滞环控制, 且高低频单元控制相对独 立,因此可以对立地先对高频单元进行分析,首先对高频单元进行分析,高频单元的等效电路如图 3 所示。 假设三相对称电网中电压为:
La
U dc
C
S1
S3
S5
ia ib ic
Ra
Hale Waihona Puke u gaOLb Lc
Rb u gb Rc
u gc
S2
S4
低频单元
S6 ila ilb ilc
S L1
S L3
S L5
LLa LLb LLc
SL2
SL4
SL6
Figure 1. Main circuit of dual frequency inverter for photovoltaic grid-connected 图 1. 双频逆变器并网主电路图
(2)
由图 3 得出高频等效电路的以下关系
dia La dt + Ra ia =u ga − ua dib + Rb ib =u gb − ub Lb dt dic Lc dt + Rc ic =u gc − uc
(3)
将式 (3) 通过坐标变换到两相旋转坐标下得 ( 由于是三相对称系统,可令 L = = = = L L L L, a a b c
Advances in Energy and Power Engineering 电力与能源进展, 2016, 4(5), 184-193 Published Online October 2016 in Hans. /journal/aepe /10.12677/aepe.2016.45024
国网山东省电力公司青岛供电公司,山东 青岛
收稿日期:2016年10月8日;录用日期:2016年10月28日;发布日期:2016年10月31日
文章引用: 安树怀, 孙裕佳, 徐茜, 丁军, 王宏磊, 郭英雷. 可用于分布式电源并网的双频逆变器研究[J]. 电力与能源 进展, 2016, 4(5): 184-193. /10.12677/aepe.2016.45024
关键词
分布式电源并网,双频逆变器,总谐波畸变率,电流滞环控制
1. 引言
能源紧缺,环境恶化已成为日趋严重的全球性问题,引起了世界各国政府和能源专家的日益重视。 人类为追求可持续发展,正积极发展可再生能源技术,风能、太阳能作为可再生能源之一具有很大的开 发潜力,同时新能源发电有望在未来缓解能源紧张这一紧张局面[1] [2] [3] [4]。作为并网发电技术的重要 设备-并网逆变器近来已成为太阳能应用研究的一个热点,为了使输出电能质量高又提高效率,研究新 型拓扑与控制方法已成重点[5] [6]。 文献[6]针对系统并网时冲击电流大和动态响应较慢的问题,采用幅相控制中的相量调节原理,有效 地改善了系统在控制过程并网时刻的动态性能,不足之处为逆变器输出电流相位不能较好地同步于网侧 电压相位,影响了并网效率。文献[7]提出了一种新型并网逆变器,其结构简单、易于控制,而逆变器开 关管处于高频开关状态, 增加了开关损耗。 文献[8]采用一种新的拓扑来实现高功率因数电流源并网逆变, 相比于传统三相并网逆变器,具有系统冗余性好,抗电网波动能力强等优点,但增加了电路结构和控制 的复杂性,降低了系统的可靠性。根据文献[9] [10]提出的一种新的变换器级联控制思想,即双频理论, 本文研究了一种三相桥式双频光伏并网逆变器的拓扑结构,该结构由两个传统的三相桥式逆变器级联而 成,其中一个工作在高频状态,采用空间矢量调制,改善系统的动态性能,使逆变器输出电流频率、相 位同步于网侧电压的频率、相位;另一个工作在低频状态,跟踪高频单元电流采用滞环控制,负责传递 大部分能量。
3. 系统控制策略
双频逆变器由高频逆变单元和低频逆变单元两部分构成,高、低频单元分别采用不同的控制策略, 其中高频单元采用单周控制,低频单元采用电流滞环控制,跟踪高频单元电流。
3.1. 高频单元的控制策略
在本论文中所讨论的三相桥式双频逆变器的高频单元采用空间矢量调制算法进行控制,低频单元采用
高频单元
Open Access
th th st
Abstract
A new type topology of dual-frequency photovoltaic grid-connected inverter is researched to improve the efficiency of distributed power grid-connected and reduce the total harmonic distortion rate of the gird-connected current and the switching losses. Part of it works in the low-frequency area to fast-track high-frequency cell current and transit most of the power by using current hysteresis control. The other part works in the high frequency area to improve the dynamic performance of the distributed power grid connected current and make grid-connected current in the same phase and frequency with grid voltage. The voltage and currents changes are analyzed in four work states of phase A. The Simulink model verifies the switching losses and the harmonic distortion rate is greatly reduced; thus grid-connected efficiency is improved.
P
P
S1
S L1
U dc
S2
N
LLa ila SL2
La i a
U dc
S1
S L1
La i a
LLa ila
S2
u ga
SL2
N
u ga
(a) 状态 1 时电路
P S1
(b) 状态 2 时电路
P
S L1
La i a
S1
S L1
La i a
U dc
S2
N
LLa ila SL2
u ga
U dc
S2
N
LLa ila SL2
Keywords
Distributed Power Grid-Connected, Dual-Frequency Inverter, Total Harmonic Distortion Rate, Current Hysteresis Control
可用于分布式电源并网的双频逆变器研究
安树怀,孙裕佳,徐 茜,丁 军,王宏磊,郭英雷
u = U cos (ωt ) m ga = u gb U m cos ωt − 120 = + u gc U m cos ωt 120
( (
) )
(1)
式(1)中 U m 为相电压幅值,将三相电网电压通过坐标变换为同步旋转坐标系下的为[12]:
u gd u gq
2. 双频逆变器拓扑结构及其工作原理
2.1. 双频逆变器的拓扑结构
双频逆变器是由传统的两个三相桥式逆变器级联而成,其主电路图如图 1 所示。 在上图中,C 为直流侧支撑电容,开关 S1~S6 构成高频逆变单元,开关 SL1~SL6,滤波电感 LLa~LLc 构 成低频逆变单元,La~Lc 是并网滤波电感,uga~ugc 为电网电压。新能源产生的电能首先转换成直流电源, 然后经过三相桥式双频逆变器的转换,经过滤波电感 L 滤波后,向电网馈入与电网电压同步的正弦波。
2.2. 双频逆变器的工作模式
下面以 A 相桥臂为例来说明双频逆变器的工作原理,S1,S2 是高频逆变单元的开关,SL1,SL2 是低频 逆变单元的开关,LLa 是低频逆变单元的滤波电感,La 是并网滤波电感。由于开关管 S1,S2 工作在高频状