電力電子在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用介紹

電力電子在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用介紹第1頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二PV電池板簡介單相并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)三相并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)光伏電站及其相關(guān)技術(shù)ACModule離網(wǎng)獨立型光伏發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)光互補型發(fā)電系統(tǒng)建議和思路第2頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二PV電池板簡介第3頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二PV電池板數(shù)學(xué)模型I、Is、Io分別是光伏電池的輸出電流，光伏電池短路電流和光伏電池反向飽和電流，其中Is、Io的大小由日照強度決定。電流-電壓曲線功率-電壓曲線最大功率點第4頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二上圖是某型號電池板的參數(shù)，一般來講，其最大功率點在開路電壓的0.9倍附件第5頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二單相并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)某單相并網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)電能變換器電池板電網(wǎng)第6頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二電能變換器要完成的任務(wù)有：輸出電流控制（功率因數(shù)為1，與市電同相）提升系統(tǒng)變換效率使電池板始終工作在最大功率點（MPPT，MaximumPowerPointTracking）孤島偵測漏電流保護。。。。。。第7頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二單相并網(wǎng)型光伏系統(tǒng)涉及到的控制有：輸出電流波形控制BUS電容穩(wěn)壓控制MPPT跟蹤控制反孤島偵測控制輸出直流量控制市電電壓鎖相控制系統(tǒng)開關(guān)調(diào)制技術(shù)系統(tǒng)狀態(tài)辨識。。。。。。MPPT控制鎖相控制控制電流波形控制調(diào)制某光伏系統(tǒng)控制框圖第8頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二PV輸入電壓（V）輸入電流（A）并網(wǎng)市電THD（％）輸出電流THD（％）4802.55.5113.404452.55.4514.4748055.236.4445055.106.884807.55.114.494457.55.004.36480105.393.42445105.203.6848012.55.102.6144512.55.112.92445154.992.57480155.862.66輸出電流諧波測試結(jié)果變換器效率測試第9頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二單相并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)其余的拓撲還有考慮的因素有：應(yīng)用對象客戶需求效率并網(wǎng)安全規(guī)定要求。。。。。。第10頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二三相并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)電池板電能變換器電網(wǎng)第11頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二某三相并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)性能指標第12頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二三相并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)控制框圖第13頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT定電壓跟蹤法(CVT)擾動觀察法增量電導(dǎo)法第14頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二用BOOST電路做MPPT的等效電路第15頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二某MPPT算法第16頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二算法中的用于功率比較的△P，占空比的起點1.5％，以及占空比的上下限等等。這些參數(shù)都直接影響到MPPT的效率，因此也是MPPT設(shè)計的重點和難點通過參數(shù)的改進，MPPT效率從97%提升到98%。。。。MPPT研究的另外一個難點在于光伏電池物理模型的構(gòu)建。同事也還包含由于MPPT最大功率點的界定MPPT算法目前朝著系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及搜索的迅速性等方向發(fā)展目前MPPT最高精度可以達到99.99%第17頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二三相系統(tǒng)的調(diào)制技術(shù)在三相PWM技術(shù)中，如果每個PWM周期中三相開關(guān)管均動作，稱之為三相調(diào)制。如：普通七段法SVPWM如果每個PWM周期中只有兩相開關(guān)管動作，而另一相不動作，則稱為兩相調(diào)制。如：普通五段法SVPWM第18頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二負載輸入功率KW輸出功率KW效率％5%0.580.4984.48310%1.0780.9890.90920%2.0691.9694.73230%3.052.9195.4150%5.0434.85596.27275%7.5477.2796.33100%10.0829.69596.161負載輸入功率KW輸出功率KW效率％5%0.5720.4985.66410%1.0680.9790.82420%2.0551.95595.13430%3.0442.9295.92650%5.0254.8696.81375%7.5077.27596.91100%10.029.69596.756三相調(diào)制算法：兩相調(diào)制算法：優(yōu)化后的五段法比傳統(tǒng)七段法的逆變歐洲效率約提升0.5％左右

第19頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二兩種調(diào)制技術(shù)的輸出電流波形諧波水平THDi都能滿足要求第20頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二相關(guān)的問題還有：輸出諧波抑制控制技術(shù)逆變器多電平及其調(diào)制技術(shù)輸出濾波器最優(yōu)設(shè)計孤島偵測等問題漏電流問題共電池板模塊擴容并聯(lián)（涉及到零序電流抑制等）。。。。。。第21頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二光伏電站及其相關(guān)技術(shù)第22頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二光伏電站是太陽能光伏發(fā)電進入大規(guī)模商業(yè)化發(fā)電階段、成為電力工業(yè)組成部分的重要發(fā)展方向，是當今世界太陽能光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展的主流趨勢。并網(wǎng)系統(tǒng)由太陽能電池方陣、系統(tǒng)控制器、并網(wǎng)逆變器等組成單機通過變壓器并聯(lián)第23頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二某光伏電站性能指標第24頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二除原有的單機控制之外，光伏電站還有可能涉及到變換器模塊的調(diào)度管理問題，通訊問題等，例如：2模塊同時工作，向電網(wǎng)傳輸能量2模塊相當于獨立工作PV電池并聯(lián)，單模塊工作，向電網(wǎng)傳輸能量第25頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二ACModuleACModule為一種直接安裝在電池板上的電力電子裝置，價格較低且拓撲靈活，但存在效率較低的缺點，目前產(chǎn)品不多見。第26頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二離網(wǎng)獨立型光伏發(fā)電系統(tǒng)由于獨立型光伏系統(tǒng)涉及到蓄電池，成本比較高，故在光伏發(fā)電市場份額中只有10％～20％第27頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二獨立型光伏發(fā)電系統(tǒng)在控制上有如下特點：是輸出電壓控制，類似UPS，而不是并網(wǎng)型的電流控制需要進行蓄電池狀態(tài)檢測和充放電能量管理因是電壓源控制，獨立型光伏系統(tǒng)的并聯(lián)控制比并網(wǎng)型要復(fù)雜得多獨立型光伏發(fā)電系統(tǒng)由于不依附電網(wǎng)，故比較適合偏遠地區(qū)、海島等場所第28頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二帶載時逆變輸出電壓波形第29頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二風(fēng)光互補型發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電光伏發(fā)電第30頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二永磁同步發(fā)電機風(fēng)力發(fā)電子系統(tǒng)第31頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二建議和思路由于江西省具有良好的光伏電池板產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，且光伏發(fā)電系統(tǒng)成本中電池板所占比例較大，我校可以加強與這些企業(yè)的合作，承擔(dān)從