三相光伏并网逆变器
三相光伏并网逆变器的控制算法
5 9
文 章编 号 :0 4— 8 X(0 2 0 0 5 o 10 2 9 2 1 ) 3— 0 9一 3
三 相 光伏 并 网逆 变 器 的 控 制 算 法
郭迎辉 封淑亭 ,
( . 定供 电公 司 , 1保 河北 保 定
摘
0 15 ;. 家庄供 电公 司 , 7 0 12 石 河北 石 家庄 0 0 5 ) 5 0 1
g一o ( iii 5 sq ) ;一e td )+ L
一
i)+o l +e q t d q L
3 基 于 电 网 电压 定 向的 矢 量 控 制
电压 定 向控制 策 略具 有 开关 频率 固定 利 于 网侧滤
由式 ( ) 见 , d q轴 电流 分别 进行 P 调节 , 5可 对 、 I 分 别 加上 电网 电网 的 d q轴 分 别 , 分 别 加 上 交 叉 耦 合 、 并
福 岛核泄 漏事 故发 生 后 , 仅 1本 国 民对 核 电站 失 去 不 3
制策 略进 行 了深入 研究 。
2 三相光伏逆变器拓扑结构及 d q模型
为讨论 方便 , 文 讨论 的光 伏 并 网逆 变器 控 制 策 本 略不 涉及 有关 M P P T的 控制 , 只研 究 其 中并 网逆 变 而 器 的变 流控 制策 略 。 图 1中 , 、 、 为 逆 变器 交 流 侧 输 出 电压 ; i
要 : 析 了三相 光 伏 并 网逆 变器 的电路拓 扑 结 构、 学模 型和控 制 结构 。控 制 结构采 用 同步旋 转 坐标 系下的 分 数 基 于 P 控制, I 采用 电压外环和电流 内环双闭环控制 , 实现有功功率与无功功率解耦控制, 能够灵活方便地实现单
10kW三相光伏逆变器及储能参数设计
Lg
ea
PV
C
eb
ec
Lb
Cf
Cb
Battery
Buck-Boost
加蓄电池储能的 10kW 光伏并网系统仿真参数(三相) 并网功率:Pn=10000W 电网相电压:Ua=110V 电网相电压峰值:Uam=155.6V 电网相电流: I a
Pn 10000 30.3A 3U a 3 110
C Pn t 10000 12 992AH D U b 0.9 0.8 0.7 240
3、蓄电池侧电感设计 可以使用经验公式计算
Lb U( b U dc - U b)Tb U dcI
式中, Ub 为蓄电池端电压 240V; Udc 为直流母线电压 422V; Tb 为双向 Buck-Boost 变换器开关周期 0.0001,即开关周期为 10kHz;∆I 为电感电流脉动值,一般取 额定电流的 3%,这里取无光照时电池放电电流脉动值 1.26A; 则电感取值为
Lb U( 240 (422 - 240) 0.0001 b U dc - U b)Tb 8.2mH U dcI 422 1.26
4、蓄电池侧电容设计 电池侧电容主要是起滤波作用,保证蓄电池充放电电流纹波较小。
经验公式 ITb Cb 8U 式中,∆U 为蓄电池端电压波动,这里取 0.2V,∆I 为电感电流脉动值这里 取无光照时电池放电电流脉动值 1.26A,Tb 为双向 Buck-Boost 变换器开关周期 0.0001,即开关周期为 10kHz 则电容取值为: ITb 1.26 0.0001 Cb 78.75F 取电池侧电容值为 100μF 8U 8 0.2 《蓄电池充放电系统研究》周文斌
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。
光伏发电三相并网逆变器的设计
TECHNOLOGY AND INFORMATION88 科学与信息化2023年6月下光伏发电三相并网逆变器的设计曾庆龙 常虎国网淮南市潘集区供电公司 安徽 淮南 232082摘 要 目前,在光伏发电行业中,并网逆变器的研究主要集中在硬件开发、电路控制算法等方面。
基于对近几年来的发展情况的搜集与研究,本文对电路控制算法和Matlab仿真进行深入探讨。
设计中的三相光伏并网逆变器主要由DC-DC直流变换电路和并网逆变电路构成。
前部分的DC-DC电路为多支路并联,各支路独立进行最大功率跟踪,满足了直流电压宽输入的要求,可用于各种各样的光伏产业系统;后部分的并网逆变电路采用SVPWM矢量控制进行逆变,提高电压利用率,减少电网的输入谐波。
本文在分析了三相光伏逆变器原理的基础上,利用Matlab进行仿真,观察整个系统的可行性及不同变量对输出电压的影响。
关键词 光伏发电;并网逆变器;最大功率点跟踪;SVPWMDesign of a Three-Phase Grid-Connected Inverter for Photovoltaic Power Generation Zeng Qing-long, Chang HuState Grid Huainan City Panji District Power Supply Company, Huainan 232082, Anhui Province, ChinaAbstract In the photovoltaic power generation industry, the current research on grid-connected inverters is mainly focused on hardware development and circuit control algorithms. Based on the collection and study of the developments in recent years, this paper provides an in-depth discussion of circuit control algorithms and Matlab simulation. The three-phase photovoltaic grid-connected inverter in the design mainly consists of a DC-DC direct current converter circuit and a grid-connected inverter circuit. The DC-DC circuit in the front part is a multi-branch parallel connection with each branch independently for maximum power tracking, which meets the requirement of wide input of direct current voltage and can be used in various photovoltaic industry systems; The grid-connected inverter circuit in the rear part is inverted using SVPWM vector control to improve voltage utilization rate and reduce input harmonics to the grid. In this paper, based on the analysis of the three-phase photovoltaic inverter principle, Matlab is used for simulation to observe the feasibility of the whole system and the effect of different variables on the output voltage.Key words photovoltaic power generation; grid-connected inverter; maximum power point tracking; SVPWM引言目前我国已初步建立起一套比较完善的太阳能与风能的协同与互补工作系统,而对于光伏并网逆变系统的控制试验则缺乏深入的探讨[1-2]。
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
基于PI控制的三相光伏并网逆变器电流控制器设计
基于PI控制的三相光伏并网逆变器电流控制器设计一、本文概述随着全球对可再生能源的需求不断增长,光伏技术作为清洁、可持续的能源形式之一,已在全球范围内得到广泛应用。
三相光伏并网逆变器作为光伏系统的核心设备,其性能直接影响到光伏系统的发电效率和电能质量。
电流控制器作为三相光伏并网逆变器的重要组成部分,对于实现光伏系统的高效、稳定运行具有关键作用。
因此,研究并设计高效的三相光伏并网逆变器电流控制器具有重要意义。
本文旨在探讨基于PI控制的三相光伏并网逆变器电流控制器的设计。
PI控制作为一种常用的线性控制方法,具有结构简单、稳定性好、调节速度快等优点,在电力电子领域得到了广泛应用。
本文将首先介绍三相光伏并网逆变器的基本原理和结构,然后详细阐述基于PI控制的电流控制器设计过程,包括控制策略的选择、控制器的参数设计以及稳定性分析等。
通过实验验证所设计的电流控制器的有效性,并对其性能进行评估。
通过本文的研究,旨在提供一种基于PI控制的三相光伏并网逆变器电流控制器的设计方法,为光伏系统的优化和升级提供理论支持和技术指导。
本文的研究成果也有助于推动光伏技术的进一步发展,为实现全球能源结构的绿色转型做出贡献。
二、光伏并网逆变器基本原理光伏并网逆变器是太阳能光伏发电系统中的关键设备,其作用是将光伏电池板产生的直流电能转换为交流电能,并与公共电网同步连接,实现电能的并网供电。
光伏并网逆变器的基本原理可以分为以下几个步骤。
光伏电池板的工作原理:光伏电池板利用光电效应,将太阳光能直接转换为直流电能。
当太阳光照射到光伏电池板表面时,光子与电池板中的半导体材料相互作用,导致电子从原子中逸出,形成光生电流。
直流-直流(DC-DC)变换器:由于光伏电池板输出的直流电压随着光照条件和温度的变化而变化,因此需要通过DC-DC变换器将其转换为稳定的直流电压。
常见的DC-DC变换器有升压型(Boost)、降压型(Buck)和升降压型(Buck-Boost)等。
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
光伏并网逆变器 SDT G2系列 用户手册说明书
用户手册光伏并网逆变器SDT G2系列版权声明用户手册 V1.0-2021-09-15未经固德威技术股份有限公司授权,本手册所有内容不得以任何形式复制、传播或上传至公共网络等第三方平台。
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商标授权注意目录用户手册 V1.0-2021-09-15目录1 前言 (1)1.1 适用产品 (1)1.2 适用人员 (1)1.3 符号定义 (2)1.4 版本记录 (2)2 安全注意事项 �������������������������������������������������������������������3 2.1 通用安全 (3)2.2 直流侧 (3)2.3 交流侧 (3)2.4 逆变器 (4)2.5 人员要求 (4)3 产品介绍 ��������������������������������������������������������������������������5 3.1 应用场景 (5)3.2 电路框图 (5)3.3 支持的电网形式 (6)3.4 外观说明(5-15kW) (7)3.4.1 部件与尺寸介绍 (7)3.4.2 指示灯说明 (9)3.4.3 铭牌说明 (10)3.5 外观说明(17-25kW) (11)3.5.1 部件与尺寸介绍 (11)3.5.2 指示灯说明 (13)3.5.3 铭牌说明 (14)4 设备检查与存储 ��������������������������������������������������������������15 4.1 签收前检查 (15)4.2 交付件 (15)4.3 设备存储 (16)用户手册 V1.0-2021-09-15目录5 安装 ������������������������������������������������������������������������������17 5.1 安装要求 (17)5.2 安装逆变器 (19)5.2.1 搬运逆变器 (19)5.2.2 安装逆变器 (20)6 电气连接(5-15kW) ���������������������������������������������������������22 6.1 安全注意事项 (22)6.2 连接保护地线 (22)6.3 连接直流输入线 (23)6.4 连接交流输出线 (25)6.5 通信连接 (27)6.5.1 连接通信线(可选) (27)6.5.2 安装通信模块(可选) (28)7 电气连接(17-25kW) �������������������������������������������������������29 7.1 安全注意事项 (29)7.2 电气连接(GW17KT-DT/GW20KT-DT/GW25KT-DT) (29)7.2.1 连接保护地线 (29)7.2.2 连接直流输入线 (30)7.2.3 连接交流输出线 (32)7.2.4 通信连接 (33)7.3 电气连接(GW17KF-DT/GW20KF-DT/GW25KF-DT) (35)7.3.1 连接保护地线 (35)7.3.2 连接直流输入线 (35)7.3.3 连接交流输出线 (38)7.3.4 通信连接 (40)8 设备试运行 ���������������������������������������������������������������������44 8.1 上电前检查 (44)8.2 设备上电 (44)目录用户手册 V1.0-2021-09-15 9 系统调测 ������������������������������������������������������������������������45 9.1 指示灯与按键介绍 (45)9.2 通过显示屏设置逆变器参数 (46)9.2.1 显示屏菜单介绍 (46)9.2.2 逆变器参数介绍 (48)9.3 通过APP设置逆变器参数 (49)10 系统维护 ����������������������������������������������������������������������50 10.1 逆变器下电 (50)10.2 拆除逆变器 (50)10.3 报废逆变器 (50)10.4 故障处理 (51)10.5 定期维护 (54)11 技术数据 ����������������������������������������������������������������������55用户手册 V1.0-2021-09-1501 前言1 前言1�1 适用产品1�2 适用人员本文档主要介绍了逆变器的产品信息、安装接线、配置调测、故障排查及维护内容。
石家庄科林三相太阳能光伏逆变器说明书
KE-GT10K/GT12K/GT15K/GT17K/GT20KTL 三相并网逆变器使用说明书石家庄科林电气股份有限公司目录1、符号释义................................................................................................... 错误!未定义书签。
2、安全说明与警告 (3)3、安装方式 (3)3.1 安装说明 (3)3.2 安装检查 (4)3.3 设备安装 (5)3.4 安装逆变器 (6)3.5 电气安装 (7)4、系统运行................................................................................................... 错误!未定义书签。
4.1 运行前检查...................................................................................... 错误!未定义书签。
4.2 试运行.............................................................................................. 错误!未定义书签。
5、操作说明 (11)5.1 面板和指示灯说明 (12)5.2按键说明 (12)5.3 默认菜单 (12)5.4 主界面 (12)5.5 系统设置 (13)5.6 信息查询.......................................................................................... 错误!未定义书签。
5.7 产量查询.......................................................................................... 错误!未定义书签。
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
三相电压不对称跌落光伏并网逆变器控制方法
第43卷第14期电力系统保护与控制V ol.43 No.14 2015年7月16日Power System Protection and Control Jul. 16, 2015 三相电压不对称跌落光伏并网逆变器控制方法翦志强,司徒琴(深圳市金宏威技术股份有限公司,广东 深圳 518000)摘要:为了满足光伏并网逆变器在三相电网电压不对称跌落情况下的低电压穿越能力的要求,提出了一种电流正负序同步旋转坐标独立控制的方法,以抑制负序电流和并网电流谐波,使得光伏并网逆变器在三相电网电压不平衡跌落过程中能够正常运行,且不影响电网电能质量。
特别地,对电网电压正负序分量的检测进行了详细研究,分析了两种不同的电网正负序分量检测方法的优缺点,优选一种方法进行了实验验证。
所提出的低电压穿越控制方法通过了国家电网的零电压穿越认证,证明了该技术方案的有效性。
关键词:低电压穿越;三相不平衡;光伏并网逆变器;控制方法;正负序分量检测Control method of photovoltaic grid-connected inverter under three-phase voltage unbalanced dipsJIAN Zhiqiang, SITU Qin(Shenzhen Golden Highway Technology Co., Ltd., Shenzhen 518000, China)Abstract: To meet the requirements to low voltage ride-through (LVRT) capability of photovoltaic grid-connected inverter under three-phase voltage unbalanced dips, this paper proposes a current positive sequence synchronous rotational coordinate independent control method. In the strategy, the positive and negative sequence component is controlled independently. So that the negative sequence current and the grid current harmonics can be retrained. So the photovoltaic grid-connected inverter can work well at LVRT situation, and shall not affect the power quality of power grid.The positive and negative sequence component detection of the grid voltage are studied in detail and the pro and con of two detection methods are analyzed and one of them is selected and verified. The LVRT method proposed has passed the no voltage ride-through certification, which verifies the effectiveness of the proposed technical solution.Key words: low voltage ride-through; three phase unbalance; photovoltaic grid-connected inverter; control method;detection of positive and negative sequence component中图分类号:TM619 文献标识码:A 文章编号:1674-3415(2015)14-0126-050 引言近年来,随着我国光伏发电装机容量的增加,其在区域电网中所占的比重越来越高,因此光伏逆变器对电网安全稳定运行的影响也越来越大。
三相光伏逆变器 TM系列
KSG 30~60K TM系列光伏并网逆变器是科士达专为光伏电站特别设计的一款三相中功率光伏逆变器。可灵活应用于分布式发电系统中。它兼具高效以及高可靠度等特点,紧凑的设计以及易于安装的特性。
产品核心卖点
1.DC电压1000V。
2.三路MPPT。
3.最高效率>98.8%。
4.小于40kg。
5.结构防水设计。
6.挂架式安装方式。
技术参数
型号
KSG-30K
KSG-50K
KSG-60K
输入参数(DC)
直流最大功率
35KW
56KW
67KW
MPPT电压范围
250~950Vdc
MPPT路数/每路MPPT可接入组串数
3/2
3/4
3/4
输出参数(AC)
额定电网电压
400Vac
额定电网频率
50/60Hz
电网连接ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ式
3W+N+PE/3W+PE
结构参数
参考尺寸(W/L/D)in mm
636*958*260
参考重量
61Kg
68Kg
69Kg
环境参数
散热方式
自然散热
智能风冷
防护等级
IP65
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Hale Waihona Puke 摘要三相光伏并网逆变器研发与智造
专 业:控制理论与控制工程 在职研究生:张秀云 (上海红申电气有限公司工程师) 指导教师:刘一鸣 (教授级高工)
摘 要
光伏并网发电过程是将直流电变为交流电并将能量输送给电网,逆变器是太阳 能电池和大电网连接的核心设备,它的稳定性和可靠性决定了输送电能的质量,为 了提高发电质量,需要对系统的硬件和软件做深入的分析。本文对这两个方面都做 出了比较详细的数学推导,并进行了理论仿真,然后在此基础上搭建了硬件平台, 对这些算法进行了初步的验证,给出了相应的实验结果。 首先,本文对光伏阵列的结构进行了分析,并搭建了阵列的仿真模型,从仿真 模型的 P—U 曲线可以看出阵列存在最大输出功率,并在此基础之上就最大功率跟 踪问题做出了深入思考,在传统的算法基础之上提出了一种算法,仿真表明该算法 比传统算法具有更好地跟踪效果。 接着,本文对逆变器的拓扑结构做出了说明,并选择了单级式的拓扑结构作为 本文研究对象。对于 L 型和 LCL 型的滤波器结构而言,其数学模型是不同的,并 网电流的控制算法也要做相应的改变。 对于电压型逆变器, 本文采用直接电流控制, 分别对滞环控制和三角波比较控制做出了分析。特别地,对于 LCL 型滤波器在同 步坐标系下因其复杂的解耦,本文引入了 PR 控制,搭建了 matlab 仿真对上述算法 进行了仿真和对比分析。 最后, 本文就 L, LCL 滤波器还有采样电路进行了理论计算, 搭建了实验平台, 用 TMS320F2812 做核心控制器对理论算法进行了初步的验证,给出了实验波形。
II
上海红申电气有限公司
摘要
waveforms.
Key words:Grid-connected Photovoltaic Power;Maximum Power Point Tracking;
Direct current control;PR control
III
上海红申电气有限公司
目录
目
录
1.绪论 ································································································· 1 1.1 课题研究背景及意义 ······································································ 1 1.2 太阳能发展的最新动态 ··································································· 1 1.3 简述太阳能电池的分类 ··································································· 1 1.4 我国太阳能资源 ············································································ 2 1.5 太阳能光伏发电系统的其他应用 ······················································· 2 1.6 本文的所做的工作 ········································································· 3 2.光伏阵列的电气特性 ············································································ 4 2.1 太阳能电池的基本原理··································································· 4 2.2 光伏阵列的建模和特性分析····························································· 4 2.2.1 光伏阵列的数学模型 ······························································ 4 2.2.2 不同光照强度下光伏阵列的的I—U及P-U特性特征曲线 ·················· 6 2.2.3 不同温度下光伏阵列的I—U及P-U特性特征曲线 ··························· 7 2.3 最大功率点控制策略及仿真····························································· 8 2.3.1 固定电压法(C&T) ······························································ 8 2.3.2 扰动观测法(perturb&observe algorilhms, P&O) ·························· 8 2.3.3 电导增量法(Incremental Conductance) ····································· 8 2.3.4 牛顿插值算法(Newton method) ············································· 9 2.4 本章小结 ···················································································· 14 3.三相单级式光伏并网逆变器的控制策略 ··················································· 15 3.1 光伏并网逆变器电力质量技术要求 ··················································· 15 3.2 光伏并网逆变器拓扑结构······························································· 15 3.2.1 并网逆变器拓扑结构分类 ······················································· 15 3.2.2 本系统的拓扑结构以及分析 ···················································· 16 3.3 三相单级式光伏并网逆变器的工作原理 ············································ 19 3.3.1 三相半桥L型滤波器数学模型 ·················································· 19 3.3.2 三相半桥LCL型滤波器数学模型 ··············································· 22 3.3.3 并网电流控制技术 ································································ 24 3.3.4 并网逆变器算法的仿真及其分析 ·············································· 25 3.4 本章小结 ···················································································· 36
关键词:光伏并网发电 最大功率点跟踪 直接电流控制 PR控制 红申电气
I
上海红申电气有限公司
摘要
Three-phased Photovoltaic Grid-connected Inverter And Control
Speciality: Control Theory and Control Engineering Name: Zhang Xiu yun Wang Xiaolei Supervisor: Professor
Abstract
The photovoltaic power generation process is making the direct current to the alternating current and transmissing to the grid, the inverter is the core equipment of the connection between solar cells and grid, its stability and reliability determine the quality of the electrical energy transmission.In order to improve the quality of power generation, a in-depth analysis on hardware and software of the system have done. This paper have made a more detailed mathematical derivation and theoretical simulation on these two aspects, have also made a preliminary validation of these algorithms and given the corresponding experimental results on a hardware platform. First, this paper analyzes the structure of the photovoltaic array, then builds a simulation model of the PV array. The exist of maximum output power of the P-U curve can be seen from the simulation model, a deep thinking of the maximum power point tracking also have done on this basis, and proposes a new algorithm simulation shows that has a better tracking results compared with the traditional algorithm. Then, this paper describes the topology of the inverter, and selects single-stage topology as a research object. For L-and LCL-filter structure, the mathematical model is different, and the net current control algorithms also need to do the appropriate change. In this paper,direct current control is used on voltage source inverter, and respectively analysises hysteresis control and the triangle wave comparing control. In particular, because decoupling of the LCL type filter in the synchronous coordinate system is complicated, this paper introduces PR control, sets up a matlab simulation to simulate and give comparative analysis of the above algorithm. Finally, this paper gives theoretical calculations of the L-and LCL-filter and sampling circuit, builds an experimental platform using TMS320F2812 as core controller to do a preliminary validation of the theoretical algorithm, and gives the experimental