三相光伏并网逆变器电压环设计与实现

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T型三电平并网逆变器的设计与实现

T型三电平并网逆变器的设计与实现

T型三电平并网逆变器的设计与实现T型三电平并网逆变器是一种新型的并网逆变器,通过使用T型拓扑结构和PWM控制技术,实现了高效率、低损耗和低谐波输出的特点。

在太阳能电池、风能等可再生能源并网系统中,T型三电平并网逆变器可以有效提高系统的性能并减少对电网的影响。

1.T型三电平并网逆变器的设计原理T型三电平并网逆变器采用T型拓扑结构,其中包括两个IGBT功率开关管和一个中性点电容。

逆变器的输出端连接一个LC滤波器,用以减小输出波形的谐波。

逆变器的PWM控制采用了三电平调制技术,通过控制IGBT功率开关管的导通与关断,实现对输出电压的精确控制。

T型三电平并网逆变器的工作原理如下:当逆变器的DC电压输入为Vdc时,通过PWM控制技术,将DC电压变换为交流电压输出。

在每个半个周期中,逆变器的输出电压可以取三个水平值:-Vdc、0和Vdc。

通过控制IGBT功率开关管的导通与关断,可以实现输出电压的平滑变化,从而减小输出波形的谐波含量。

在设计T型三电平并网逆变器时,首先需要确定逆变器的功率容量、输入电压范围和输出电压频率等参数。

然后选择合适的功率开关器件、驱动电路和控制策略,设计逆变器的拓扑结构和控制电路。

在逆变器的实现过程中,需注意以下几点:(1)功率开关器件选择:逆变器的功率开关器件需要能够承受高频率、高电压和高电流的工作环境。

常用的功率开关器件包括IGBT、MOSFET等。

(2)驱动电路设计:驱动电路需要能够精确控制功率开关器件的导通与关断,防止出现交叉导通和短路现象。

常用的驱动电路包括光耦隔离、反嵌极电路等。

(3)PWM控制策略:逆变器的PWM控制需要根据需求设计合适的调制算法,以实现输出电压的精确控制和谐波抑制效果。

(4)滤波器设计:逆变器的输出端连接一个LC滤波器,用以减小输出波形的谐波含量。

滤波器的参数需要根据系统的输出频率和电压等参数进行优化设计。

在实际应用中,T型三电平并网逆变器可以广泛应用于太阳能电池、风能等可再生能源系统中,提高系统的效率和稳定性。

光伏并网型三相逆变器电流内环及电压内环的数模设计

光伏并网型三相逆变器电流内环及电压内环的数模设计
1 . 课题 背 景
X d =T( e ) X ̄ o ( 3 - 4 1
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在环境 污染 严重 以及 能源 日益 紧缺 的今天 , 开发利 用可再生绿 色 能源 已经 成为人类 的迫 切需要 。在世界 范围内 , 以美 国 、 日本 、 德 国为 首 的许多 发达国家 大力 发展光伏并 网工程 。从世界 光伏 发电市场看 , 光伏并网发 电近年来发展很快 , 累计市场份额已经超过 8 0 %, 整个 光伏 并 网市场在蓬勃发展” 。 我 国有 着十分丰 富的太阳能资源 , 具 有开发和利用 太阳能的优越 资源 条件 。我 国政府对并 网光伏 发电技术 的研究十分重视 。加强 了对 光伏 发电并 网系统 的设 计 、 关键 的设 备研制和光伏 与建筑相结合等 方 面 的攻关 , 加快 了光伏 发电并 网技 术的发展 , 并 建成 了多座并 网示 范电
I ( ) “ ( ) ( ) L ( ) = ( ) ( R : + , )
Ua - E +L w
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‘ …
显然 , 在d , q 坐标系 中, 并 网逆变器 的数学模 型在 d , q 轴 之间存在 耦合 。为了实现解耦控制通常在并网逆变器输出交流 电压 中分别引 入 前馈 量 L 。 ( ) 和一 L L ( ) 使其与耦合项分别对消 , 从而实现解耦。
U A O =— 一
U L
向, 但这需要对锁相环进行 动态响应 与稳态精度 的折 中设计 , 定向好 坏
取决 于锁 相环的设计性 能。另一种简 单的解决方法是 , 采用虚拟磁链 进行定 向, 由于虚拟磁链实际上是 电网电压 的积分 , 而积分 的低通特性 则对 电网电压 中的谐波 分量有一定 的抑制作用 , 从而有 效克服 了电网 电压对适量定向精度的影响。 总之 , 根据矢量定 向和控制变量 的不 同 , 并 网逆变器 的控制策 略可 以归纳成 如下 4 类: ( 1 ) 基于 电压 定 向的矢 量控制 ( V O C ) ; ( 2 ) 基于 电压 定 向的 直 接 功率 控 制 f V — D P C ) ; ( 3 ) 基 于 虚 拟 磁链 定 向 的矢 量 控 制 ( V F O C ) ; ( 4 ) 基于虚拟磁链定 向的直接功率控制( V F — D P C ) 。

电网不平衡下三相锁相环研究

电网不平衡下三相锁相环研究

电网不平衡下三相锁相环研究1. 本文概述随着现代电力系统的快速发展,三相电力系统的不平衡现象日益凸显,对电力系统的稳定性和电能质量产生了严重影响。

为了解决这一问题,三相锁相环(ThreePhase PhaseLocked Loop, 3PPLL)作为一种有效的电力系统同步技术,受到了广泛关注。

本文旨在深入探讨电网不平衡条件下三相锁相环的工作原理、性能评估及优化策略,为提高三相电力系统的运行效率和稳定性提供理论依据和技术支持。

本文首先介绍了三相锁相环的基本原理,包括其数学模型和锁相机制。

随后,详细分析了电网不平衡对三相锁相环性能的影响,包括相位误差、频率偏移和稳态误差等方面。

在此基础上,本文提出了一种改进的三相锁相环结构,通过引入先进的控制策略和滤波技术,有效提高了锁相环在电网不平衡条件下的性能。

本文还通过仿真和实验验证了所提改进三相锁相环的有效性和优越性。

仿真结果表明,在电网不平衡条件下,所提锁相环具有更快的动态响应、更高的稳态精度和更强的鲁棒性。

实验结果进一步验证了仿真分析的结论,证明了所提改进三相锁相环在实际电力系统中的应用潜力。

本文对电网不平衡下的三相锁相环进行了全面研究,不仅分析了电网不平衡对锁相环性能的影响,还提出了一种有效的改进策略,并通过仿真和实验验证了其性能。

研究结果为三相电力系统的同步控制提供了新的思路和方法,对提高电力系统的运行效率和稳定性具有重要意义。

2. 电网不平衡的影响电网不平衡是一种常见的电力系统运行状态,它会对电力系统的稳定运行产生不利影响。

电网不平衡主要表现在三相电压或电流的不对称性上,这种不对称性可能由多种因素引起,如单相负载的接入、线路故障、发电机故障等。

(1)影响锁相精度:三相锁相环是依赖于三相电压或电流的对称性进行相位锁定的。

当电网出现不平衡时,三相电压或电流的对称性被破坏,导致锁相环难以准确锁定相位,进而降低系统的控制精度。

(2)增加系统振荡风险:电网不平衡可能导致系统出现负序和零序分量,这些分量会激发系统中的振荡模式,增加系统的不稳定性。

光伏并网逆变器设计方案讲解

光伏并网逆变器设计方案讲解

100kW光伏并网逆变器设计方案目录1. 百千瓦级光伏并网特点 (2)2 光伏并网逆变器原理 (3)3 光伏并网逆变器硬件设计 (3)3.1主电路 (6)3.2 主电路参数 (7)3.2.1 变压器设计............................................................................. 错误!未定义书签。

3.2.3 电抗器设计 (7)3.3 硬件框图 (10)3.3.1 DSP控制单元 (11)3.3.2 光纤驱动单元 (11)3.3.2键盘及液晶显示单元 (13)3 光伏并网逆变器软件 (13)1. 百千瓦级光伏并网特点2010年全球太阳能光伏发电系统装机容量将达到10000MWp(我国将达到400MWp),2010年以后还将呈进一步加速发展趋势。

百千瓦级大型光伏发电并网用逆变控制功率调节设备,成本低,效率高,容量大,被国内外光伏界公认为是适合大功率光伏发电并网用的最具技术含量、最有发展前景的新一代主流产品,直接影响到未来光伏发电的走向。

百千瓦级大功率光伏并网逆变电源其应用对象主要为大型光伏并网电站,从原理上讲,其并网控制技术与中小功率光伏并网系统的控制技术基本相同,但由于装置容量较大,在技术指标的实现达标和功能设计方面却有较大区别。

在技术指标上,主要会影响:1.并网电流畸变率在系统的额定容量达到一定数量级时,一些存在的技术问题将会逐步暴露并影响到系统的性能指标,其最重要的一点就是并网电流波形畸变率的控制和电流滤波方式。

该系统中的主变压器一般选择为三相Δ/Y型式,且容量较大,此时变压器的非线性和励磁电流对并网电流波形的影响不容忽视,否则会引起并网电流波形的明显畸变和三相电流不平衡。

2.电磁噪声由于是三相桥式逆变结构,受IGBT功率模块的开关频率限制及考虑系统的效率指标,系统的电流脉动要远高于中小功率系统,对电流的滤波和噪声控制需要特别注意,此时对系统的滤波电路设计和并网电流PWM控制方式的研究至关重要。

三相光伏并网逆变器的研究

三相光伏并网逆变器的研究

三相光伏并网逆变器的研究一、本文概述随着全球能源结构的转型和可持续发展目标的推进,光伏发电作为清洁、可再生的能源形式,其重要性日益凸显。

三相光伏并网逆变器作为光伏发电系统的核心设备,其性能直接影响到光伏电能的转换效率和并网运行的稳定性。

因此,对三相光伏并网逆变器的研究具有重要的理论价值和现实意义。

本文旨在全面深入地研究三相光伏并网逆变器的关键技术、工作原理、控制策略以及并网性能优化等方面。

文章将介绍三相光伏并网逆变器的基本结构和功能,包括其主要组成部件和工作原理。

接着,将重点探讨三相光伏并网逆变器的控制策略,包括最大功率点跟踪(MPPT)技术、并网电流控制技术以及孤岛检测技术等。

文章还将分析三相光伏并网逆变器的并网性能优化方法,包括提高电能转换效率、降低谐波污染、增强并网稳定性等方面的研究。

通过本文的研究,旨在为三相光伏并网逆变器的设计、制造和应用提供理论支持和实践指导,推动光伏发电技术的进步和发展,为实现全球能源可持续发展做出贡献。

二、三相光伏并网逆变器的基本原理三相光伏并网逆变器是将光伏电池板产生的直流电能转换为符合电网要求的三相交流电能并直接馈送到电网的电力电子设备。

其基本原理涉及电能转换、功率控制、并网同步以及电能质量控制等多个方面。

光伏电池板在光照条件下产生直流电能,这个直流电压和电流随光照强度和环境温度的变化而变化。

三相光伏并网逆变器的主要任务是将这种不稳定的直流电能转换为稳定的三相交流电能。

在转换过程中,逆变器首先通过功率变换电路将直流电能转换为高频交流电能。

功率变换电路通常由多个开关管组成,通过控制开关管的通断,实现对直流电能的斩波和控制。

高频交流电能经过滤波电路滤波后,变为平滑的交流电能。

接着,逆变器通过并网控制电路实现与电网的同步,并将转换后的交流电能馈送到电网。

并网控制电路通过检测电网的电压和频率,控制逆变器的输出电压和频率与电网保持一致,从而实现并网。

三相光伏并网逆变器还具备电能质量控制功能。

10kW三相光伏并网逆变器主电路参数设计

10kW三相光伏并网逆变器主电路参数设计

10kW三相光伏并网逆变器主电路参数设计夏耘;易映萍【摘要】This paper elaborates the system structure and working principle of 10kW three-phase photovol taic grid -connected inverter and designs the main circuit parameters based on the input/output characteris tics of the inverter. In addition, it analyses the output current and grid current of the inverter through FFT in the modeling and simulation of system based on MATLAB/SIMULINK environment. The simulation and experiment results have verified the correctness of design for the main circuit parameters.%以lOkW三相光伏并网逆变器为研究对象,阐述了并网逆变器的系统结构和工作原理,并根据其输入输出特性对逆变器主电路参数进行设计.最后,在MATLAB/SIMuLINK环境下进行了系统的建模与仿真,通过FFT分析了逆变器输出电流和并网电流,仿真和实验验证了主电路参数设计的正确性.【期刊名称】《湖南工程学院学报(自然科学版)》【年(卷),期】2012(022)003【总页数】4页(P9-12)【关键词】并网逆变器;主电路参数;参数设计;光伏;三相;SIMuLINK环境;输入输出特性;MATLAB【作者】夏耘;易映萍【作者单位】上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海,200093;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海,200093【正文语种】中文【中图分类】TM464随着当今经济的快速发展,人们对能源的需求日益增长.然而像煤、石油、天然气等不可再生能源的储量已经十分有限,同时这些能源对环境也产生了严重的污染.太阳能、风能等作为绿色无污染的新能源日益受到人们的青睐.新能源发电并网是必然趋势,而光伏并网逆变器是发电并网系统的关键设备,能将光伏阵列所输出的直流电变换成交流电送入电网.在光伏发电系统中,并网逆变器是发电系统和电网的接口设备,因此,它的控制可靠性将影响整个设备的安全性和稳定性.三相光伏并网系统由以下几个部分组成:逆变器主电路、保护电路、检测电路、控制电路、驱动电路等,而逆变器主电路承担着转换、传递能量的任务,是整个逆变器设计的基础.主电路必须安全、可靠,其各部分参数的设计应该以极限工作条件为依据,并保留充分的裕量,保证所选择的器件工作在安全区域[1].本文采用了单级式带隔离变压器的拓扑结构,如图1所示.为了提高滤波效果,采用LCL滤波器代替普通L滤波器.工频隔离变压器变比为400∶270,既可以实现电能隔离保证设备和人员安全,又可以降低直流母线并网电压.这种拓扑结构可以减少硬件成本,因此易于实现产品商业化.此种拓扑结构采用双环控制策略,内环为交流电流环,目的为控制电流从直流到交流的逆变,并能到达高品质因数;外环为直流电压环,目的是稳定直流侧母线电压,最大功率跟踪确定的电压值为直流母线电压给定的指令值.由于三相PWM变流器的拓扑结构与逆变器的拓扑结构是完全一致的,为此可以借用PWM变流器的工作模式来分析逆变器的工作方式.通过对交流侧电流的控制可以保证变流器工作在不同的运行状态,从而实现变流器在四象限运行,工作原理的分析如图2所示.图2中:E为交流电网电动势矢量;U为交流侧电压矢量;UL为交流侧电感电压矢量;I为交流侧电流矢量.图2(a)是纯电感特性运行,图2(b)是单位功率因数整流运行,此时电流方向与电网电压方向一致;图2(c)是纯电容运行,图2(d)单位功率逆变器运行,此时电流方向与电网电压方向反向.当变流器作为逆变器运行时,电压矢量U端点在圆轨迹CDA上运动,此时PWM变流器便处在于有源逆变状态;当电压矢量U 在CD 弧段上运行时,PWM变流器向电网传送有功功率及容性无功功率,电能将从PWM变流器直流侧传输至电网;当电压矢量U 在DA弧段运行时,PWM变流器向电网传输有功功率及感性无功功率,同样电能将从PWM变流器直流侧传输至电网;当PWM变流器运行至D点时,便可实现单位功率因数有源逆变控制.为了减小对电网的影响,并达到单位功率因素控制,当逆变器从电网吸收能量时,其运行于整流工作状态,电网电压和电流同相.当逆变器向电网输入电能时,其电网电流和电流反相,这是光伏并网逆变器运行的理想状态,也是光伏并网逆变器控制系统要努力达到的控制目标[2].该并网逆变器的输入电压范围为400~820V,功率因数不小于99%,额定输出功率为10kW.主电路主要由光伏阵列、直流母线电容、三相逆变桥、LCL滤波器、三相隔离变压器等组成.以下分别讨论IGBT的选型,直流母线电容的确定,以及滤波器电容、电感的设计[3].IGBT的选取需要考虑三方面的因素:开关速度、额定电压和额定电流.根据10kW 光伏逆变器的技术要求,直流母线电压最高为850V,考虑到关断尖峰可能要达到1.2倍,因此IGBT耐压要超过850*1.2=1020V.系统的额定功率为10kW,考虑到1.1倍的过载能力,流过IGBT的最大电流为其中因此流过IGBT峰值电流为结合目前主要的IGBT规格以及供货周期、价格等因素综合选取型号.最后IGBT的型号选定为FF200R12KE3(英飞凌),主要技术参数为:最大电流200A,耐压1200V.直流电容对逆变器的谐波、功率因素、直流母线电压波动等有重要影响,因此直流母线电压和母线电容参数的确定至关重要.直流母线电压既要满足电网电压的要求,还要通过控制使流过LCL滤波器的电流为正弦波.从电源的控制角度来说,直流电压过低不仅会导致逆变出的交流侧电流产生严重畸变,甚至达不到跟随指定电压的目的;直流电压过高一方面会提高元器件的耐压等级,提高了系统硬件成本,同时系统的可靠性因此会降低.一般而言,为达到电压环控制的快速响应,直流母线电容应选取的尽量小;而为达到电压环控制的抗扰性,直流母线电容应选取的尽量大,防止在有负载扰动时直流电压值的动态降落.逆变器输出相电压的有效值为:考虑到电网最大10%的电压波动时:当三相电压不平衡时,由于负序分量的作用,并网逆变器直流母线侧电容上能量将以2ω波动,则:式(5)中:Vm为电网电压峰值,In为电网电流峰值,ω为电网角频率,θ为初始相角.考虑5%直流母线电压纹波,同时直流电压为400V,则电容的值为:根据参数要求、电容厂家、供货周期等,本文选取Nichicon(尼吉康)两个4700μF的电解电容串联的方式,电容型号为LNW2W472MSEH,电容参数为耐压450V,容值为4700μF.随着并网光伏发电技术的发展,大功率并网发电已经成为一种必然趋势.由于容量通常较大,为了降低开关损坏和其他损耗,开关频率一般比较低.在大功率逆变器中一般采用LCL滤波器,LCL滤波器不仅可以减少体积、节约成本,而且具有更好滤除高频谐波的能力.本文采用LCL滤波器,首先根据电感的允许电压降确定电感的上限值,然后依据电路中的纹波电流指标进而确定电感的下限值,根据计算结果综合考虑参数的选取.在SVPWM调制下,直流母线的电压利用率为1,所以此时逆变器交流侧线电压峰值就是Udc,此时可以得到L的上限值:式中L为电网侧和网侧逆变器的总电感;Emp为电网相电压基波有效值和峰值;Udc为直流母线电压;I,Imp为交流侧电流矢量.电路中相电流的最大电流纹波为:由此得到电感的下限:电感值的大小会影响电流性能的好坏,电感值越小电流的跟踪能力和系统的响应就会得到提高,电感的值越大,电抗器滤除高次谐波的能力会更好.为了使系统稳定,根据常规一般选取L1=2L2.根据上述计算,选定滤波器为L1=0.12mH,L2=0.06mH.以下介绍滤波电容的选取,由于滤波器电容的使用,会引起无功功率的增加从而会降低功率因数.为了保证系统的高功率因数输出,选取额定功率的5%作为电容吸收无功功率的上限值,可得出选取电容的标准为C≤5%Cb.综合考虑,本文选取30μF的交流滤波电容.为防止发生滤波器谐振,取10f≤fs≤0.5fsw,根据这个约束条件来核算选取的参数是否合适,fs的计算公式为(11),带入相关参数得fs=1434Hz,满足设计要求.根据光伏并网逆变器的系统结构,采用MATLAB仿真工具搭建了仿真模型如图3所示.电池板模型的开路电压为620V,短路电流为25A.根据电池板模型的输出特性曲线,电池板在最大输出功率点处的电压为510V,电流为22A.直流母线电容取2350μF,LCL型滤波器中电网侧电感L2取0.6 mH,Cu取30μF,逆变器侧电感L1取1.2mH,开关频率为4.2kHz.在实际电路中,逆变器输出电流通过工频变压器并网,变比为270∶400.在仿真模型中,为简化分析,将电网线电压的峰值设为270V,相当于隔离变压器并网之前的电压[4-5].并网时A相输出电流和电网电压波形如图4所示,由图可知:交流侧的输出电流接近理想的正弦波,并网逆变器输出电流与电网电压同频同相,将能量回馈到了电网.达到了单位功率因数运行的效果.图5为逆变器输出电流FFT分析,以验证LCL滤波器的滤波效果.从波形分析可以看出,通过双闭环控制,输出谐波THD值含量为4.51%,低于5%的国家标准.在1000~2000Hz频率段,由于LCL滤波器的谐振作用,THD有所增大,但对于2000 Hz以上的高次谐波有很好的抑制效果.仿真结果表明,该光伏并网逆变器主电路设计符合逆变器并网要求,是光伏并网逆变器主电路设计的一种可行方案. 为验证光伏并网逆变器的主电路设计符合逆变器并网要求,进行了并网试验,试验波形如图6所示.图6中CH3为A相电网电压(CH3进行了反相),CH2为A相电网电流,由于前端调压器容量有限,长时间运行时有功指令Id给定-11A,此时并网功率为此时测得并网电流THD=5.3%,达到了预期目标,成功实现并网.本文通过对10kW光伏并网系统进行了MATLAB建模和仿真,分析了逆变器主电路的工作原理,并推导出主电路元件参数的计算公式.在理论分析和推导计算公式的基础上,结合主电路实际工作的特点,合理的选择了各元件的参数.仿真和实验结果表明,根据计算结果选择元件搭建的主电路工作稳定,符合要求,可作为工程应用的参考.【相关文献】[1]赵为.太阳能光伏并网发电系统的研究[D].合肥:合肥工业大学硕士论文,2003.[2]王飞,余世杰,苏建徽,等.光伏并网发电系统的研究及实现[J].太阳能学报,2006,26(5):605-608.[3]董密,罗安.光伏并网发电系统中逆变器的设计与控制方法[J].南京:电力系统自动化,2006,30(20):97-102.[4]张卫平.开关变换器的建模与控制[M].北京:中国电力出版社,2006:5-56.[5]茆美琴,余世杰,苏建徽.带有MPPT功能的光伏阵列Matlab通用仿真模型[J].系统仿真学报,2005,17(5):1248-1251.。

三相并网逆变器 设计与仿真

三相并网逆变器 设计与仿真

《电气工程综合训练III》报告设计题目:三相并网逆变器分析、设计与仿真专业班级:学生姓名:学生学号:指导老师:许完成日期:2016年1月13日江苏大学·电气信息工程学院1.训练题目:三相并网逆变器分析、设计与仿真2.训练目标:通过本课程的综合训练,掌握电力电子变换器及其控制系统的数学建模、性能分析、参数设计和基于PSIM软件的仿真验证,为后续毕业设计及未来工作与科研奠定一定的电气工程综合实践基础。

3.训练内容:三相并网逆变器的并网原理与数学模型,基于PI控制器的矢量控制策略及参数设计,三相SVPWM调制技术,三相软件PLL技术及参数设计,三相并网逆变器系统的PSIM仿真分析。

N4.训练要求:独立完成训练内容,正确分析工作原理,合理设计相关参数,正确搭建仿真模型,有效获得仿真结论,作业封面全班统一,文字图表布局整齐,采用A4纸张打印并装订。

一、新能源发电与并网技术新能源是指传统能源之外的各种形式能源,包括太阳能、风能、水能、地热能、生物质能和海洋能。

新能源发电是指某些中小型发电装置靠近用户侧安装,它既可以独立于公共电网直接为少量用户提供电能,也能直接接入配网,与公共电网一起为用户提供电能。

新能源发电主要包括:光伏发电系统、风力发电系统、燃料电池、水能发电系统、海洋能发电系统、地热能发电系统、生物质发电装置以及储能装置等。

根据用户及使用目的的不同,新能源发电可用于备用电站、电力调峰、冷热电联供以及边远地区的独立供电等多种用途。

中小容量燃气轮机发电、风力发电机组以及以直流电形式存在的太阳能光伏电池、燃料电池等分布式电源发出的电能无法直接供给交流负荷,须经一定的接口并网。

分布式发电并网接口方式分电力电子逆变器接口和常规旋转电机接口类,前者在体积、重量、变换效率、可靠性、电性能等方面均优于后者,目前主要装置是并网逆变器。

逆变器的拓扑结构是关键,关系到逆变器的效率和成本。

一方面新能源大规模并网要求电网不断提高适应性和安全稳定控制能力,主要体现在:电网调度需要统筹全网各类发电资源,使全网的功率供给与需求达到实时动态平衡,并满足安全运行标准;电网规划需要进行网架优化工作,通过确定合理的大规模新能源基地的网架结构和送端电源结构,实现新能源与常规能源的合理布局和优化配置;输电环节需要采用高压交/直流送出技术,提升电网的输送能力,降低输送功率损耗。

三相光伏并网系统的运行控制研究

三相光伏并网系统的运行控制研究

下建 立 了三 相 光 伏并 网 发 电系 统 的仿 真模 型 ,仿
从能 源 的角 度 看 ,太 阳 能 必将 实现 其 从 补 充 真结 果证 明了该控 制 策略 的有 效性 和正 确性 。
1 光 伏 电 池 数 学 模 型
根据 电子学理论 ,光伏电池等效电路如图 1 所示。
顶 光伏 并 网 电站 。 目前 美 、德 等 发 达 国家 已经 推
出 了规 模较 大 的屋 顶 光 伏 并 网发 电计 划 ,预计 美 国在 1 0年 内将安 装 总 容 量 为 30 0 MW 的太 阳能 0
屋 顶并 网 电站 ,作 为 屋 顶 并 网发 电计 划 核 心 的并
网系统 也将 越来越 多 地得 到关 注 。 本文 首先 建立 了光 伏 电池 的工 程 用数 学 模 型 ,
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㈩ 一 ㈩ 方法有 :
大功率 点跟 踪 算 法 进 行 追 踪 。常 用 的 MP T实 现 P
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关 键 词 :光 伏 并 网 系统 ;光伏 电 池 ;M P ;双 环 控 制 PT

中 圈分 类 号 :T 1. 文 献 标 识 码 :A M 94 2
力元 件 ,本文 提 出 了 一 种 基 于 电 压 电 流 双 环控 制

光伏逆变器锁相环实现方法

光伏逆变器锁相环实现方法

光伏逆变器锁相环实现方法光伏逆变器是将光伏电池阵列收集到的直流电能转换为交流电能的设备。

在光伏逆变器中,锁相环(Phase-Locked Loop,简称PLL)是一个重要的控制系统,用于实现电网电压和逆变器输出电压的同步。

本文将介绍光伏逆变器锁相环的实现方法。

1. 锁相环概述锁相环是一种用于追踪和锁定输入信号频率的反馈控制系统。

它由相频比较器、低通滤波器和控制电压发生器组成。

在光伏逆变器中,锁相环的作用是将逆变器输出电压的频率和相位与电网电压保持一致,以实现电能的有效注入和并网运行。

2. 锁相环的工作原理光伏逆变器锁相环的工作原理可以分为三个主要步骤:相频比较、滤波和控制电压生成。

2.1 相频比较:锁相环通过将电网电压和逆变器输出电压进行相频比较,得到频率和相位差。

比较器的输出信号表示了两个电压信号之间的相位偏差。

2.2 滤波:比较器的输出信号经过低通滤波器滤波,去除高频噪声和杂散信号,得到平滑的控制信号。

2.3 控制电压生成:滤波后的控制信号被送入控制电压发生器,根据信号的大小和方向,控制电压发生器会产生相应的控制电压,用于调整逆变器的输出频率和相位,使其与电网电压保持同步。

3. 光伏逆变器锁相环的实现方法光伏逆变器锁相环的实现方法主要包括相频检测、滤波和控制电压生成。

3.1 相频检测:相频检测是通过比较电网电压和逆变器输出电压的相频差来实现的。

常用的相频检测方法有零交叉检测法和频率锁定环检测法。

零交叉检测法通过检测电压波形的零交叉点来确定相频差。

频率锁定环检测法则通过比较两个电压波形的周期性来确定相频差。

这两种方法各有特点,可以根据实际需求选择适合的方法。

3.2 滤波:滤波是为了去除相频检测过程中产生的高频噪声和杂散信号。

常用的滤波方法有低通滤波和带通滤波。

低通滤波器可以去除高频噪声,使得控制信号更加平滑。

带通滤波器则可以选择特定频率范围内的信号,对逆变器输出进行更精确的控制。

3.3 控制电压生成:控制电压生成是根据滤波后的控制信号来生成用于调整逆变器输出频率和相位的控制电压。

三相单级式光伏并网型逆变器的研制

三相单级式光伏并网型逆变器的研制

结束 返 回
() 纳 增 蘑 珐 b导
图 3 两 种 方 法 的 控 制 流 程 图
实 验 中发 现 , 当光 照 条 件 突 变 较 大 , 尤其 是 由
算 法 , 据 算 法 逐 渐 增 大 , 到 光伏 电池 输 出 根 直 当前 光 照 下 的最 大功 率 。 图 2示 出 并 网 后 控 制 框 图 . 由 MP r 法 获 P r算
摘 要 : 绍 了 研 制 的 三 相 单 级 式 光 伏 并 网 型 逆 变 器 , 动 时 采 用 电 压 环 控 制 , 动 后 切 换 到 电 流 环 并 启 动 最 大 介 启 启
功 率 点 追 踪 ( P 控 制 。 根 据 MP T算 法 特 点 , 用 恒 定 电 压 法 、 纳 增 量 法 及 快 速 调 整 相 结 合 的方 法 . 快 MP T) P 采 导 能
第 4 5卷 第 6期
2l 0 1年 6 月
电力 电子 技 术
P we l cr n c o rE e t is o
V 1 5,N . o. 4 o6
J n 01 u e2 1
三相单级式光伏并 网型逆变器的研制
钟 宇 明
( 圳职 业技 术学 院 , 深 自动 化 技 术 研 究 所 ,广 东 深 圳 5 85 ) 10 5
滤 波 器 比 L, C滤 波 器 具 有 更 好 的 衰 减 特 性 . L 同
电池 输 出 电能 不 能 满 足 负 载 要 求 时 . 由 电 网 进 行 补 充 ; 当其 输 出 的 功 率 超 出负 载 需 求 时 . 电能 而 将 输送 到 电网 中。在此 针对 后 一种 方法 进 行研 究 。
i r du e I t s i p e nd p ia l m eho t pha e n  ̄e ue e o t e i e e o t t s e u ae by nto c d.n hi sm l a a plc b e t d,he s a d q n y f h nv r r upu i r g l td t

10kW三相光伏并网逆变器主电路参数设计

10kW三相光伏并网逆变器主电路参数设计

传 输 有 功 功 率 及 感 性 无 功 功 率 , 样 电 能 将 从 同 P M 变 流 器 直 流侧 传 输 至 电 网 ; P W 当 WM 变 流 器 运 行 至 D 点 时 , 可实现 单位 功 率 因数 有 源逆 变 控 便 制 . 了减小 对 电网 的影响 , 达 到单位 功率 因素 控 为 并
制, 当逆 变器 从 电网吸 收能量 时 , 运行 于整 流工作 其
状 态 , 网 电 压 和 电 流 同 相 . 逆 变 器 向 电 网输 入 电 电 当
电容应 选取 的尽 量 大 , 防止 在 有 负 载扰 动 时 直 流 电 压 值 的动态 降落.
逆变器 输 出相电压 的有 效值 为 :
I T的选 取 需 要 考 虑 三 方 面 的 因 素 : 关 速 GB 开
度 、 定 电压 和额 定 电流 . 额 根据 1 W 光 伏 逆 变 器 0k 的技 术要求 , 流母线 电压最 高为 8 0V, 虑 到关 直 5 考
断尖 峰可 能要 达 到 1 2倍 , . 因此 I B 耐压 要 超 过 G T 8 0*1 2 0 0V. 统 的额 定 功 率 为 1 W , 5 . =1 2 系 0k 考 虑到 1 1 的过 载能 力 , . 倍 流过 I B 的最 大 电流为 G T
外 环 为 直 流 电 压 环 , 的是 稳 定 直 流 侧 母 线 电压 , 目 最
随着 当今 经 济 的快 速 发 展 , 们 对 能 源 的需 求 人
日益增 长. 而像 煤 、 然 石油 、 然气 等 不 可 再 生 能 源 天
的储 量 已经 十 分 有 限 , 时 这 些 能 源 对 环 境 也 产 生 同
逆 变器 运行 , 此时 电流 方 向与电 网电压方 向反 向. 当 变 流器 作为逆 变器 运行 时 , 电压 矢 量 U 端点 在 圆 轨 迹C DA 上 运 动 , 时 P 此 WM 变 流 器 便 处 在 于 有 源 逆变状态 ; 电压 矢 量 U 在 C 弧 段上 运行 时 , 当 D

基于PLECS的三相并网光伏逆变器仿真研究

基于PLECS的三相并网光伏逆变器仿真研究

Simulation Study on Three ̄phase Grid ̄connected Photovoltaic Inverter with PLECS
TAO Yun ̄feng ( College of Electrical EngineeringꎬGuangxi UniversityꎬNanning 530004ꎬChina)
« 电气开关» (2018. No. 3)
61
文章编号:1004 - 289X(2018)03 - 0061 - 03
基于 PLECS 的三相并网光伏逆变器仿真研究
陶云峰
( 广西大学电气工程学院ꎬ广西 南宁 530004)
摘 要:本文对一种三相光伏并网逆变器进行了仿真实验研究ꎮ 在研究过程中ꎬ本文将该逆变器前级 MPPT 控制 的 DC / DC 稳压环节视为一个理想电压源来降低研究难度ꎮ 该逆变器的主电路采用基于 SVPWM 技术的三相全 桥拓扑结构ꎬ并采用 dq 域中基于 PI 控制的单电流控制策略ꎬ最后利用电力电子仿真软件 PLECS 作为仿真平台 对所研究的逆变器进行了仿真实验ꎮ 仿真实验结果表明ꎬ该三相光伏逆变器拥有较为优异的电流输出控制能力ꎬ 并能够稳定的进行并网运行ꎬ证明了该模型的正确性与可行性ꎮ 关键词:三相光伏并网逆变器ꎻSVPWMꎻPI 控制ꎻPLECS 中图分类号:TM464 文献标识码:B
有着更好的高频பைடு நூலகம்波滤波效果ꎮ 另外ꎬ要实现逆变器稳 定的并网运行ꎬ需要加入锁相环(PLL)进行电网电压的实 时相位测量以实现逆变器的同相并网[4] ꎮ
图 1 为所研究的三相光伏并网逆变器的原理图ꎬ 图中的 PV 表示光伏电池阵列组ꎬUdc为经 DC / DC 升压 后的直流电压ꎻL1 、Cf 、L2 、Rd 分别为 LCL 型滤波器的 逆变器侧电感、滤波电容、电网侧电感和阻尼电阻ꎻHi ( s) 为 PI 电 流 环 调 节 器ꎻ ipa 、 ipb、 ipc 为 并 网 公 共 点 ( PCC) 的逆变器输出电流ꎻupa 、upb、upc 为并网公共点的 逆变器输出电压ꎮ 为了保证逆变器的并网质量ꎬ模型 采用 dq 域电流控制ꎮ

T型三电平并网逆变器的设计与实现

T型三电平并网逆变器的设计与实现

2018年第8期 11T 型三电平并网逆变器的设计与实现季宁一1 赵 涛2 徐 友2 徐宏健1(1. 南京工程学院电力工程学院,南京 211167; 2. 南京工程学院自动化学院,南京 211167)摘要 本文以DSP 芯片TMS320F28035为控制核心设计了一台T 型三电平并网逆变器,对逆变器基于PI 电压外环和PR 电流内环的双闭环控制进行说明,并详细介绍了主电路系统和控制系统的元器件选型与设计方案。

并网实验结果表明,该逆变器输出电流稳定且相位对称,谐波失真度低,满足逆变器并网所需达到的电能质量要求,证明了逆变器设计参数的合理性与控制方案的可行性。

关键词:并网逆变器;T 型三电平;数字信号处理;比例-谐振控制器Design and implementation of T-type three-level grid-connected inverterJi Ningyi 1 Zhao Tao 2 Xu You 2 Xu Hongjian 1(1. School of Electric Engineering, Nanjing Institute of Technology, Nanjing 211167;2. School of Automation, Nanjing Institute of Technology, Nanjing 211167)Abstract A T-type three-level grid-connected inverter is designed with DSP chip TMS320F28335 as the control core. The article explains double closed loop control strategy based of PI voltage outer loop and PR current inner loop, and details the main circuit system and control system components selection and design options.According to the grid experiment results,the output current of the inverter is stable and its phase is symmetrical,the harmonic distortion is low, which meets the requirements of power quality required by inverter grid connection and proves the rationality of the inverter design parameters and the feasibility of the control scheme.Keywords :grid-connected inverter; T-type three-level; DSP; PR controller目前,分布式发电技术凭借其发电方式多样,建设成本小等优势成为电力行业的研究热点,并网逆变器作为分布式电源与大电网之间的接口,对并网效果有重要的影响。

《2024年三相光伏并网逆变器故障穿越技术研究》范文

《2024年三相光伏并网逆变器故障穿越技术研究》范文

《三相光伏并网逆变器故障穿越技术研究》篇一一、引言随着可再生能源的快速发展,光伏发电已成为当今社会绿色能源的重要组成部分。

三相光伏并网逆变器作为光伏发电系统中的关键设备,其稳定性和可靠性直接影响到整个系统的运行效率。

在面对电网故障时,逆变器能否实现故障穿越(Fault Ride-Through,FRT)技术,直接关系到电力系统的稳定性和供电的连续性。

因此,对三相光伏并网逆变器故障穿越技术的研究显得尤为重要。

二、三相光伏并网逆变器概述三相光伏并网逆变器是将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电并输入电网的核心设备。

它具备较高的转换效率,是保障系统高效、稳定运行的关键因素。

其基本原理是将太阳能电池板的输出电流进行逆变换,输出符合电网要求的交流电。

三、故障穿越技术及其重要性故障穿越技术是指在电网发生故障时,逆变器能够保持与电网的连接,并继续运行或短时间内恢复正常运行的技术。

这一技术的实施,不仅可以保证供电的连续性,减少对电力系统的冲击,还能有效避免因电网故障而导致的设备损坏。

因此,对于提高光伏发电系统的稳定性和可靠性具有重要意义。

四、三相光伏并网逆变器故障穿越技术研究1. 故障检测与诊断技术准确的故障检测与诊断是实施故障穿越技术的前提。

通过实时监测逆变器的电压、电流等参数,结合先进的算法和模型,实现对故障的快速检测和定位。

此外,还可以通过分析逆变器的运行状态,预测可能出现的故障,提前采取预防措施。

2. 保护控制策略保护控制策略是故障穿越技术的核心。

在电网发生故障时,逆变器需要迅速采取措施,保护自身设备的同时,尽量保持与电网的连接。

这需要制定合理的保护控制策略,如限流策略、断开特定设备或自动切换到备用设备等。

此外,还可以利用能量管理系统实现能量转移和存储,降低系统因故障而受到的影响。

3. 恢复控制策略恢复控制策略是在故障处理后,使逆变器尽快恢复正常运行的关键。

这需要综合考虑系统状态、设备状态、电网状态等因素,制定合理的恢复方案。

光伏并网逆变器的程序设计流程

光伏并网逆变器的程序设计流程

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第5 1卷 第 1 l 期
2 0 1 7年 1 1月
电 力 电 子 技 术
P o we r E l e c t r o n i c s
Vo 1 . 5 1 ,No . 1 1 No v e mb e r 2 0l 7
三相光伏并 网逆变器电压环设计与实现
张 哲 1 , 2 .张 磊 ,王 波 ,周 洪 伟
p h a s e p h o t o v o l t a i c g i r d ・ c o n n e c t e d i n v e r t e r . he T i mp a c t w h i c h t h e u n b a l a n c e d g id r v o l t a g e h a s o n he t d i r e c t c u r r e n t — b u s v o l t a g e a n d t h e g r i d c u r r e n t , i s a n a l y z e d f i r s t l y b a s e d o n t h e mo d e l o f t h e d i r e c t c u r r e n t — b u s v o l t a g e l o o p. T h e c o n t r a d i c t i o n b e t w e e n t h e d y n a mi c r e s p o n s e o f t h e d i r e c t c u re n t - b u s v o l t a g e l o o p a n d t h e d c u r r e n t ’ S s t e a d y s t a t e
Ab s t r a c t : T h e DC— b u s b a l a n c e s t h e i n p u t d i r e c t c u r r e n t p o w e r a n d t h e o u t p u t a l t e r n a t i n g c u r r e n t p o we r i n he t t h r e e —
De s i g n a nd I mp l e me nt a t i o n o f Th r e e - ph a s e Ph o t o v o l t a i c Gr i d・ c o nn e c t e d I n v e r t e r Vo l t a g e Lo o p
t o t l a h a r m o n i c d i s t o r t i o n ( T H D)p e f r o ma r n c e i s s o l v e d b y he t a d a p t i v e n o t c h i f l t e r ( A N F ) . F i n a l l y , t h e e f f e c t i v e n e s s o f
7 1 0 0 4 9 )
( 1 . 特变 电工西安 电气科 技有 限公司 .陕西 西安 7 1 0 1 1 9 ;2 西安交通 大学 , 电气 学院 ,陕西 西 安
摘要: 三 相光伏 并 网逆变 器 的直流 母线 起 到平衡 直流 输入 功 率与 交流 输 出功 率 的作用 。 首先对 三相 并 网逆 变 器 母线 电压环 进行 建模 , 在此 基础 上 分析 了 电网 电压不 平衡 对母 线 电压和 并 网 电流 的影 响。 通过在 母 线 电压
F o u n d a i t o n P r o j e c t : S u p p o t r e d b y N a t i o n l a H i g h T e c h n o l o y g R e s e a r c h a n d D e v e l o p me n t P og r r a m( 8 6 3 ) ( N o . 2 0 1 5 A A-
Z HANG Z h e 一,Z HANG L e i ,W ANG Bo ,Z HOU Ho n g — we i
( 1 . T B E A X i ’ 帆 E l e c t r i c T e c h n o l o g y C o . ,L t d . ,Xi ’ a r t 7 1 0 1 1 9 ,C h i n a)
环 路 引 入 自适 应 格型 陷波器 ( A N F ) , 解 决 了母线 电压环 动态 性 能和 稳态 总 谐波 畸变 率 ( T HD) 性 能之 间 的矛
盾 。最 后通 过实验 验证 了控制 策 略 的有 效性 。
关键 词 : 逆变 器 ;光伏并 网 :陷波器 中图分类号 : T M 4 6 4 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 0 — 1 0 0 X( 2 0 1 7 ) 1 1 - 0 0 2 0 — 0 4
t h e p r o p o s e d c o n t r o l s t r a t e g y i s v e i r i f e d b y t h e e x p e i r me n t r e s u l t s .
Ke y wo r d s : i n v e r t e r ;p h o t o v o h a i c g r i d- c o n n e c t e d;n o t c h i f l t e r
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