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光伏逆变器的并网控制技术研究
直流变换电路的损耗问题,分别对升压电路、控制策略、元器件和最大 功率跟踪方法进行选择。
光伏逆变器把逆变效率作为主要考虑因素,需要实现对光伏阵列 输入电压的升压功能;另外也应该便于最大功率跟踪的控制实现。 有 鉴于此,本文选用 DC-DC 变换电路是 Boost 变换器。
Boost 变换器称为升压变换器, 其电路拓扑主要由电感、 光伏阵 列、开关管、电容器、二极管和负载构成。 Boost 变换器以电感电流源方 式向负载供电,完成直流侧光伏阵列输出电压的升压功能和系统的最 大功率点跟踪。
少了各部分的损耗,提高了转换效率,并通过仿真得到了验证。 科
● 【参考文献】
[1]汪进进.光伏并网控制方法和系统的研究合肥工业大学,2002, 30-33. [2] 张 凌 . 单 相 光 伏 并 网 逆 变 器 的 研 制 . 北 京 交 通 大 学 硕 士 学 位 论 文 ,2007. [3]舒 杰 ,傅 诚 ,陈 德 明 , 沈 玉 樑 . 高 频 并 网 光 伏 逆 变 器 的 主 电 路 拓 扑 技 术 [J]. 电 力 电子技术,2008, 42 (7):79-82. [4] 周 淑 彦 . 逆 变 器 在 光 伏 系 统 中 的 应 用 [J]. 通 信 电 源 技 术 ,2007,24(6):80-81. [5]翁炳文.光伏发电系统关键技术的研究. 浙江大学硕士学位论文.2008.
【关键词】光伏逆变器;转换效率;仿真
随着煤炭、石油等化石燃料的日益匮乏,清洁可再生能源的使用越来 越受到人们的重视。 太阳能作为新能源的主导力量,已日益彰显其应用的 价值。因此,研究高效的太阳能利用技术已迫在眉睫。光伏并网逆变器作为 光伏并网系统的核心部件, 其效率的高低直接影响着光伏发电系统的效 率。 下面就如何提高单相光伏并网逆变器效率等问题展开研究。
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(上接第 5 页)5.封面中版式设计之重要性
版式是整体风格的体现,大气、庄重、活泼、均由总体的字、图、纹 样、色彩所构成,为此,如何把这些元素布置好,就是版式设计的要素, 首先要考虑画面是否和谐,是怀旧庄重的,就要避免出现过于刺眼艳 丽的色彩,不要出现现代感的字体,其次要注意画面中的视觉平衡与 对比,图片的摆放位置要注意黄金分割线,比如,笔者曾经设计设计过 学校的一个内部手册,下部用实在的图书馆图片,顶部用蓝天白云烘 托,但最后感觉,画面底部太堵,而中间太空,这就对于画面力的均衡 考虑不够,最后,试着将图片移到中间摆放,给下面留出空白,有实有 虚,视觉效果较佳。
者面前。 ”[3] 科
● 【参考文献】
[1] 夏 飞 英 . 一 张 表 情 丰 富 的 脸 [J]. 艺 术 . 生 活 ,2006(5):75-76. [2] 曹 凌 . 论 书 名 设 计 的 艺 术 魅 力 和 表 现 手 法 [J]. 装 饰 ,2006(3). [3] 陈 建 军 . 书 籍 装 帧 入 门 [M]. 南 宁 : 广 西 美 术 出 版 社 ,1996(7).
其工作过程如下: 当开关管 VF 导通时,Boost 变换器等效电路中 电源只向电感提供电能,电感未饱和前,电流 iL 呈线性增加,电能以磁 能 形 式 储 存 在 电 感 L 中 ,与 此 此 时 电 容 C 放 电 ,向 负 载 R 供 电 ,R 上 流过电流 Io,R 两端输出电压 Uo 的极性上正下负。 由于开关管导通, 二极管阳极接电源 Us 的负极,二极管承受反向压降 不 导 通 ,则 电 容 C 不能通过开关管 VF 放电。 当开关管 T 关断时,Boost 变换器等效电路 中,电 感 线 圈 L 磁 能 转 化 成 电 压 UL 与 电 源 Us 串 联 的 形 式 ,以 高 于 电 源 的 电 压 向 电 容 C 和 负 载 R 供 电 ,充 电 电 流 流 入 电 容 器 C,当 Uo 有
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6.结 束 语
“封面的功能是保护书,除此之外,装饰美化书籍是最直接最重要 的功能,更要集中地体现书籍的主题精神,要把握好封面的整体感,在 设计时对封面上每一个元素都要精心策划,不管是精神体现,还是装 饰美化,都要合理统一,始终为设计出一个优秀封面而服务,使一些充 满想象的设计成为现实,使书的脸面以更加丰富多彩的姿态显现于读
1.光 伏 逆 变 器
一般的光伏并网发电系统是由控制器、光伏阵列、电力电子功率 变换器和电网负载等构成。 作为光伏并网发电系统中的核心部件,光 伏并网逆变器与传统功率变换器相比,其构成具有其独特性。 光伏逆 变器应具有较高逆变效率、较高可靠性、实现最大功率跟踪和达到高 质量电能转化等特点。 逆变器无变压器无绝缘方式主电路采用的两级 变换、效率高。 没有变压器,重量轻、体积小、经济,是比较好的一种主 电路方式,本文也采用这种方式。 光伏并网逆变器控制方式采用电压 源输入、电流源输出。 前级 DC-DC 环 节 和 后 级 的 DC-AC 环 节 ,两 部 分通过 DClink 解耦电容相连。
2.光 伏 逆 变 器 的 设 计 2.1 前级 DC-DC 环节 该 系 统 选 用 的 单 个 光 伏 阵 列 的 输 出 功 率 是 200W, 开 路 电 压 为 24~32V。 并将 5 节光伏电池串联满足整个系统输出功率的等级要求, 作为前级 DC-DC 的输入, 同时需要一级升压电路把较低的光伏阵列 输出电压提高到并联逆变器需要的 315~400V 直流母线电压。 考虑到
◇高教论述◇
2011 年第 26 期
光伏逆变器在使用中提高转化效率的控制方法研究
随顺科 孙长江 权太阳 (中国矿业大学信息与电气工程学院 江苏 徐州 221116)
【摘 要】探讨了光伏逆变器的设计,采用电压源输入、电流源输出 的 控 制 方 式 ,两 极 逆 变 电 路 拓 扑 ,在 前 级 DC-DC 升 压 环 节 选 用 Boost 升压电路,后级 DC-AC 逆变环节采用了一种复合型的高效单相光伏逆变器,进而提高R 释放电能,以维持 Uo 不变。 由于 Uo+ UL 向负载 R 供电时,Uo 大于 Us,故称它为升压变换器,在工作中,输入 电源供电的电流是连续的,但流经二极管 VD 的电流却是脉动的。 由 于有电容器 C 的存在,负载 R 上电流 Io 仍是连续的。
2.2 后级 DC-AC 逆变环节 在光伏逆变应用中, 常用的桥式结构主要有全桥电路和半桥电 路,本文选取全桥电路作为逆变电路。 全桥逆变电路拓扑可看作由两 个半桥逆变电路拓扑组合而成的,是单相电压型逆变电路中应用最多 的电路,主要应用于大容量场合。 在相同的直流电压输入情况下,全桥 逆变电路的最大输出电压是半桥逆变电路的两倍。 这就意味着如果输 出功率相同时,全桥逆变电路的输出电流和通过开关器件的电流是半 桥逆变电路的一半。 在大中型功率等级逆变器中,这是一个显著优点, 可以减少所需并联的器件数量。 左桥臂采用 IGBT 作为开关器件, 将左桥臂的开关频率设定为电 网频率 50Hz,用来实现输出正弦波信号极性的切换。 这是因为低频条 件 下 ,IGBT 较 MOSFET 有 更 好 的 输 出 特 性 ,频 率 的 降 低 ,可 以 带 来 开 关损耗的减少,提高效率。右桥臂采用 MOSFET 作为开关器件,其工作 在 16~20KHz 的高频条件下,MOSFET 高频工作能力优于 IGBT, 而且 动态特性更好。 复合型单相光伏全桥逆变电路的效率可由公式计算求 得,参数整定可得:ηFH-FB=96.3%。 复合型单 相 光 伏 全 桥 逆 变 电 路 与 传 统型单相光伏全桥逆变电路结构相比较,效率大约可以提高 1%。 3.整 机 效 率 与 仿 真 单 相 光 伏 并 网 逆 变 电 路 通 过 支 撑 电 容 Cdc 把 前 级 Boost 升 压 电 路 和 后 级 复 合 型 单 相 逆 变 电 路 连 接 形 成 的 。 仿 真 中 Pin=1048W,Pout= 1009W,P (loss)=37.3W。 所以,可求得:η=96.4%。 仿真结果与理论数值几 乎一致。 4.结 论 通过对光伏逆变器的研究可以知道整个逆变器的损耗是由 DC/DC 升压环节和 DC/AC 逆变环节两个部分组成。 通过合理的方法和策略减