光伏逆变器在新能源领域的应用.pdf

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1、光伏逆变器在新能源领域的应用 摘要：并网逆变器是电网中常用的功率转换设备，可有效实现风电、光伏、储能等分布式电源与交流电网的有效连接。然而分布式电源由于其空间分布特征和土地成本因素，通常位于沙漠、岛屿或其他偏远地区，较长的输电线路和低功率变压器可能会导致电网等效阻抗较大，弱交流电网特性明显；同时，传统矢量控制逆变器采用锁相环控制电网电压相角，并相应调整向电网的功率注入，其采用了功率-电流环路结构，该结构下逆变器输出功率会随着电网阻抗的增加而降低，逆变器特性与弱电网阻抗之间耦合增加，可能导致电压失真、谐波振荡等不稳定问题。因此，亟需提出新型的逆变器控制策略，保证系统稳定运行。本文主要分析光伏逆变

2、器在新能源领域的应用。关键词：光伏逆变器；涉网性能；新能源领域 引言 在落实碳达峰、碳中和目标，保障能源安全，加快推进能源转型的背景下，我国光伏发电保持快速发展。光伏发电具有随机性、间歇性、波动性特征，高比例并网导致电力系统“双高”“双峰”特性凸显，电网安全稳定运行和电力电量平衡将面临极大考验，源-网-荷协调发展，光伏发电具备电网辅助服务能力，是缓解该问题的有效途径。电力系统安全稳定导则提出新能源应具备惯量支撑、一次调频以及高/低电压穿越能力，配合传统机组提升电网安全防控水平。1、光伏发电技术发展 光伏并网始于 20 世纪 80 年代初，日本等国政府投资兴建了 1 兆瓦并网光伏电站，但发电成本

3、太高。20 世纪 90 年代，发达国家为太阳能屋顶开发了并网光伏发电系统，联邦政府通过的可再生能源法被认为是一项有前途的可再生能源立法。并网光伏发电在中国正处于发展阶段。国家颁布了多项促进光伏发电发展的相关准则。“九五”期间，中国开始解决光伏发电技术的关键问题，研究了大规模光伏发电并网控制器的使用，并建设了一个10kw 光伏屋顶并网示范站。科技部把并网光伏发电技术列为重要的研究方向，加大了光伏发电设备的设计和研究力度，并建设了几座并网示范电厂。科技部通过 863 项目支持并网光伏电站的研究，该项目主要关注小型系统，基于大中城市公共福利建筑中的光伏能源。光伏并网发电厂在我国的应用正处于实验示范阶

4、段。光伏发电技术的研究和应用还有很长的路要走。并网逆变器是并网光伏发电设备的主要设备。并网逆变器技术的研究逐渐扩展，包括逆变器控制技术和拓扑结构的研究。随着电力电子器件的发展，逆变器正朝着不同的方向飞速发展。我国并网投资者关键技术研究起步较晚。大学和研究机构，如清华大学和浙江大学国家重点能源实验室，进行了相关技术研究，但与发达国家相比，还存在一些差距。加快光伏发电关键技术研究，提高我国光伏发电市场地位非常重要。2、光伏发电系统逆变器 光伏系统从太阳能收集器到用户可用的设备系统，可以分为电源和电网类型。独立于电网的发电系统直接转换电力、供电和相对分散，主要用于某些军事基地。系统的可靠性受到实际负

5、荷的影响，有时需要添加存储设备。并联发电设备是一个光伏电站，其性能与电网相连，实现了相互之间的能量流动。并网发电设备可以有效利用太阳能电池进行能源转换，节约昂贵的储能罐，减少二次污染。太阳能光伏设备根据性能水平分为三类:大、中、小。小型光伏系统通常广泛用于便携式系统，其中大多数是独立的。中型光伏设备主要面向用户外部，在西部许多地区广泛使用。目前，中国大多数大型光伏系统的发电能力为10-10-100千瓦。此外，超大型系统主要用于并网光伏系统和高性能光伏电站，并根据不同的系统解决方案选择不同的性能级别。光伏并网系统的典型结构包括光伏电池、稳压器和局部电荷。大规模系统有相关的辅助设施，如柴油发电机。

6、变频器是光伏发电系统的核心部件。转换器包括一个网络连接的光伏转换器控制功能，用于控制转换的交流电源的频率、电流和功率质量。光伏系统产生的电流是恒定的，因此太阳能必须连接到电网。并联发电系统由变换器控制，变换器将直流电流转化为交流电流和电网中正弦波之间的电流。光伏发电主要与太阳的强度和温度有关。为了实现最大功率点附近的输出功率，主要研究了影响环境功能系数和光伏逆变器电压短路的因素。3、新能源微电网并网逆变器控制优化方法 3.1 新能源微电网并网逆变器数学模型 在新的发电系统中，通常有许多逆变器组成一个并联的逆变器系统，因此每个逆变器单元的输出特性都会影响总功率。为了便于分析投资者的表现和生产率，

7、这篇论文选择了通常作为对象的三相LCL 逆变器，并建立了它的数学模型。3.2 新能源微电网并网逆变器控制策略 故障诊断是通过神经网络实现的，神经网络结合BP(反向传播)遗传算法使用每个频带。LCL 滤波器参数优化可以改善滤波器性能，但为了改善滤波器的工作性能，抑制谐波，保证系统运行的稳定性，必须抑制谐振峰。稳定性要求改善了系统稳定性极限，谐振峰影响系统稳定性极限。因此，为了改善系统稳定性裕度，应该抑制 LCL 滤波器的峰值谐振。根据现有的研究，谐振峰之所以存在，是因为LCL 滤波器的谐振没有衰减，因此阻尼电阻可以直接加到LCL 滤波器上，以抑制谐振，即所谓的被动阻尼模式。然而，在高性能应用中，

8、实际阻尼电阻的增加将导致 AN 能量损失的增加，并且由于性能高，将导致ONE 阻尼电阻的加热问题。因此，需要在阻尼中添加特殊的热导数，以增加成本。LCL 滤波器可以承受谐振阻尼，有源阻尼也可以通过反转电容器中的电流和电压及滤波器电感并增加阻尼回路来实现。因此，本节介绍了一种新型逆变式逆变式微网阻尼峰值谐振控制。3.3 光伏并网逆变器结构优化 并网光伏逆变器分为电流型和电压型。目前，大多数使用来自电压源的输入电压逆变器。并网逆变器的目的是将光伏电池的恒功率转换成交流电源。高精度变压器的法官通常采用三相形式，并网逆变器系统并网。考虑到直流组件对系统的污染，系统应采用AN 隔离器隔离。电源频率调整主

9、要采用交流变频变压器模式。直流光伏电池输入电压范围为450 800，系统采用三相全桥逆变桥结构。谐波通过初始滤波器电感器进行滤波，以调整功率质量，最后，每个相位发射220 伏/50 赫兹功率。控制系统通过一个数字信号处理芯片、一个专用控制器芯片来实现，以保证它与电源单元电压相匹配。在系统启动时，直流电容c 应在电源装置电压峰值时充电，以确保直流侧电压不低于电源装置电压峰值。连接到网络的转换器将直流电源转换为交流电源。为了实现高质量的并行输出功率，系统采用单层拓扑模式，交流侧和直流侧可以相互控制。系统通过外部电压电路控制从电流电路接收指令的控制电压。为了使声音控制比直接流更为复杂，设计了一种坐标

10、系转换控制策略，添加了一种前向电源补偿控制，并简化了系统控制结构在半桥投资者的基础上提出了一种全桥假设，交流和直流逆变器可调节注入电流，包括自由二极管和mop-pi管。电网电压超标10%，最小直流电压为350 伏，直流端功率 150 瓦，绝缘电容26f，标准功率400 伏，绝缘电容33f，一般使用450 伏的功率，将电流互感器连接到LC、l 和 LCL 滤波器，具有良好的开关电压和电流功能的滤波器电容器。LC 滤波器电容器产生高电流，而l 滤波器电容器对高频噪声具有负滤波效果。MOSFET管道以损耗等方案为基础，可忽略不可解析部件的电阻，数字可编程转换器的输出电压采用基于开关角度计算的shim

11、 控制方法来提高控制效果。结束语 高渗透率新能源发电情况下，新能源发电单元的谐振等稳定性问题也日益显著。在专家学者的共同努力下，取得了大量理论科研成果，本文重点梳理了并网逆变设备电流源模式、电压源模式和双模式等方面的研究现状，并探讨总结了未来可能的研究方向和思路。希望本文可以为未来高渗透率新能源并网逆变控制技术提供有益参考，推动中国新能源并网变流技术创新和能源可持续发展，并满足中国能源互联重大战略。参考文献：1.张孟香.弱电网下并网逆变器自同步控制策略研究D.哈尔滨：哈尔滨工业大学，2020.2.孙青青.考虑锁相环影响的 LCL 型并网逆变器稳定控制方法D.合肥：合肥工业大学，2020.3.胡祺，付立军，马凡，等.弱电网下基于锁相控制并网变换器小扰动同步稳定分析J.中国电机工程学报，2021，41(1)：98-108.4.陈清，郭培育，周晴，等.集中式光伏发电站设备选型要点J.华电技术，2020，42（12）：78-81.5涂春鸣，高家元，李庆，等.具有复数滤波器结构锁相环的并网逆变器对弱电网的适应性研究J.电工技术学报，2020，35(12)：2632-2642