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《單相兩級式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究與設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、第26卷第1期湖北工業(yè)大學學報2011年02月Vol.26No.1JournalofHubeiUniversityofTechnologyFeb.2011[文章編號]1003-4684(2011)01-0020-05單相兩級式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究與設計張珍,韋忠朝(華中科技大學電氣與電子工程學院,湖北武漢430074)[摘要]設計了一套基于英飛凌XE164單片機的單相兩級式500W光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng).分析了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和控制原理,進行了孤島保護的軟件設計.實驗結(jié)果表明,可輸出穩(wěn)定的220V交流電壓,實現(xiàn)了光伏系統(tǒng)電流型并網(wǎng).通過高頻變換降低成本,實現(xiàn)裝置
2、的小型化.[關(guān)鍵詞]光伏并網(wǎng);拓撲;控制策略;孤島保護[中圖分類號]TP23[文獻標識碼]:A隨著光伏組件價格的不斷降低和光伏技術(shù)的發(fā)展,太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)將逐漸由現(xiàn)在的補充能源向替代能源過渡.1拓撲結(jié)構(gòu)圖1光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)光伏發(fā)電系統(tǒng)可分為獨立型光伏發(fā)電系統(tǒng)和并設計一個高性能的太陽能功率變換器,電路拓網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng).獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)不與常規(guī)電撲的選擇相當重要,因為電路拓撲主要關(guān)系著效率、力系統(tǒng)相連,變頻器由電池供電,產(chǎn)生方波或弦波型成本、安全以及可靠性.并網(wǎng)逆變器是光伏并網(wǎng)系統(tǒng)式的交流輸出,提供獨立系統(tǒng)的用電,通常建設在遠中實現(xiàn)光伏陣列與電網(wǎng)間能量的傳遞與
3、轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵離電網(wǎng)的邊遠地區(qū)或作為野外移動式便攜電源,主環(huán)節(jié).并網(wǎng)逆變器的作用是當光伏電池的輸出在較要目的是解決無電問題.并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)與電力大范圍內(nèi)變化時,能始終以盡可能高的效率將光伏系統(tǒng)連接在一起,直接將太陽能轉(zhuǎn)換的電能饋入電電池輸出的低壓直流電轉(zhuǎn)化成與電網(wǎng)匹配的交流電網(wǎng),不需要體積龐大、價格高、不易維護的電池組,有流送入電網(wǎng).根據(jù)能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)的個數(shù)可將并網(wǎng)逆如一個獨立的小型發(fā)電機,因此降低了系統(tǒng)運行成變器分為單級結(jié)構(gòu)和兩級結(jié)構(gòu).本,提高了系統(tǒng)運行和供電穩(wěn)定性.光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的1.1單級結(jié)構(gòu)電能轉(zhuǎn)換效率要大大高于獨立系統(tǒng),而且隨著光伏單級結(jié)構(gòu)的并網(wǎng)逆變器省略了DC/D
4、C變換環(huán)電池材料的進步與工藝的改進,電力電子與控制技節(jié),由DC/AC環(huán)節(jié)來實現(xiàn)所有功能.由于單級式光術(shù)的進步,以及未來石油價格上揚等因素,以家庭用伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)只有一個能量變換環(huán)節(jié),這樣可提戶與小型發(fā)電中心為應用對象的并網(wǎng)型太陽能光伏高系統(tǒng)的效率、減小系統(tǒng)的體積和重量、降低系統(tǒng)的系統(tǒng)(linetiedphotovoltaicinverter)將成為光伏發(fā)造價,從而可以減少并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的造價,有利電的最合理發(fā)展方向.于并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的推廣.但是,控制時既要考慮典型的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括:光伏陣跟蹤太陽能電池最大功率點,也要保證對電網(wǎng)輸出列、直直變換器(DCD
5、C)、直交變換器(DCAC)和集電流的幅值和正弦度,其控制一般較為復雜.為了實成的繼電保護裝置(圖1).現(xiàn)單級結(jié)構(gòu),目前可采取兩種方法:一種是DC/AC[收稿日期]2010-11-15[作者簡介]張珍(1987-),女,廣西平南人,華中科技大學碩士研究生,主要研究方向為電力電子技術(shù)及電機控制.第26卷第1期張珍等單相兩級式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究與設計21環(huán)節(jié)與電網(wǎng)之間加入工頻變壓器(圖2),這種方式既少是220V,為滿足逆變器輸入電壓的需要,前級設可以與電網(wǎng)隔離,又可以將逆變器輸出波形中的直計為改進型BoostDC/DC升壓電路,將光伏電池板流
6、分量濾去,從而減少對電網(wǎng)的污染,可采用低開關(guān)的輸出電壓升高到400V,供后級全橋逆變橋使用.頻率,效率高.缺點是低頻輸出變壓器體積較大,輸后一級是全橋逆變橋電路,將直流電交換為工頻交出功率受限于輸出變壓器.另一種是串并聯(lián)足夠多流電,采用SPWM控制方式,通過控制回路調(diào)節(jié)輸?shù)墓夥嚵幸蕴峁┲绷鱾?cè)電壓(圖3),這種方式逆變出電壓電流的相角和幅值,從而實現(xiàn)并網(wǎng).器整機的效率比較高,但是帶來的問題是:伏陣列在受光不勻時會出現(xiàn)熱斑現(xiàn)象,輸出高壓的光伏陣列出現(xiàn)熱斑會嚴重威脅系統(tǒng)的安全,使光伏陣列與地之間出現(xiàn)漏電流的幾率增加.圖4兩級結(jié)構(gòu)的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)主電路圖2單級工頻變壓器方
7、式圖5改進型Boost高升壓比直流變換電路原理圖圖3單級無變壓器方式圖5為改進型Boost高升壓比直流變換電路原1.2兩級結(jié)構(gòu)理圖,設置前級DC/DC升壓電路,增強了系統(tǒng)輸入兩級結(jié)構(gòu)主要由DC/DC部分與DC/AC部分電壓的適應能力,擴大了輸入電壓范圍.組成,DC/DC變換環(huán)節(jié)調(diào)整光伏陣列的工作點使其其電壓增益的公式如下:跟蹤最大功率點;DC/AC逆變環(huán)節(jié)主要使輸出電流Vo2+nkD(1-k)(n-1)GV==+.與電網(wǎng)電壓同相位,同時獲得單位功率因數(shù).系統(tǒng)具Vs1-D1-D有兩個獨立的能量變換環(huán)節(jié),因此整個系統(tǒng)的效率式
