光伏并网系统的电路优化设计案例4600字

光伏并网系统的电路优化设计案例 1 1 1 4 6 9 91.1光伏并网系统的体系结构然后产生一个光伏阵列。高直流电压通过并网逆变器从DC集中到AC,然后将功率馈入电网。集中式结构最常用于1980年代中期，通常用于功率大于10KW差，系统功率失配现象严重。PV特性曲线看起来复杂且多峰，并且单个集中式结构很难实现良好的最大功率点跟踪(MPPT)。这种结构需要较高线将并网逆变器连接到PV阵列，这不仅降低了安全性，而且增加了成本。系统2、交流模块式结构。它最早由Kleinkauf教授于20世纪80年代提出，交流交流光伏模块的功率等级较低，一般在50~400W。在同等功率水平条件下交流模块式结构图3、串型结构。如图所示，串型结构是由光伏组件通过串联构成光伏阵列来实现的并网的体系结构。该结构出现于20世纪90年代中期，集交流模块式和集中式两种结构的优点于一身。串行结构的输出电压在150~450V,甚至更高，功去了阻塞二极管，阵列损耗下降；抗热斑和抗阴影能1.1.2基于多支路结构的光伏并网系统支路结构是近年来兴起的一种新型光伏并网发电体系结构。它主要由几个DC/DC转换器和一个DC/AC转换器组成。它主要有并联多分支结构和串联多分支结构两种形式，可以提高并网光伏发电系统的效率，减少系统损耗，提高系统稳定性。由于多支路结构中的MPPT电路可以独立存在于每个DC/DC变换器和光伏并且还可以根据需要来增加DC/DC变换器的数量直流母线直流母线1.2光伏并网逆变器的拓扑结构太阳能并网逆变器是一种将太阳能电池输出的直流电转换为电网所需的交块一般选择DC/DC和DC/AC两级转换结构，其中DC/DCSPWM是完成太阳能阵列控制模块的关键。在最高功率点跟踪中，DC/AC逆变器电源可完成输出直流保护类型是太阳能并网逆变器最常见的结构。其结构如图所示。来自太阳能阵列的直流电源根据逆变器电源转换为50HZ交流电流能量，然后通过直流变压器进入电网。功率变压器还执行工作电压匹配和保护。由于直流保护式太阳能并网逆变器结构采用工频变压器来促进输入和输出保护，因此主电源电路和控制电路相对简单，太阳能电池阵列直流输入工作电压的匹配范围较大。一方面，由于变压器的保护，可以合理地避免人们触摸太阳能发电侧的正负级时，电网电流会根据电感的影响产生一个控制回路。造成人为破坏的可能性，从而改善了系统软件。另一方面，还确保了系统软件不容易将直流电引入电网，并合理地避免了变压器的饱和状态。工频隔离光伏逆变器的三相结构如图所示，一般采用全桥结构。这种类型的三相结构通常用于功率为几十甚至几百千瓦的并网光伏系统中。其中，直流工作电压约为450-800V,工作效率可达到97%。滤波器电网CC但是，功率频率隔离系统的缺点是变压器体积大，重量重和噪声水平高。它约占投资者总权重的50,这使得缩小投资者规模变得困难；另外，由于存在工频变压器，也增加了系统的损耗和成本。如图23所示，效率较高的兆瓦级光伏并网系统中，工频隔离变压器对系统效率的影响。2.高频隔离并网光伏逆变器的结构与电源频率隔离并接光伏网络的逆变器相比，高频隔离并接光伏网络的逆变器与并网逆变器之间的区别与电源频率隔离的地方在于它使用了高频变压器。由于使用了高频变压器，因此变压器的尺寸和重量相对较小，克服了工频型隔离的与工频变压器相比较，高频变压器具有体积小、质量轻等优点，因此高频隔离型光伏并网逆变器也有着较广泛的应用。高频隔离型前级的DC-DC环节主要调节变换器开关管的占空比来实现最大功率跟踪；输出电容主要实现交流能量和直流能量的解親。但是后级DC/AC环节的输出控制比较严格，否则会产生直流分量馈入电网。高频隔离逆变器主要采用高频串逆变器技术。Espelage和BKBose于1977年提出了高频链接逆变器技术的新概念，高频串逆变器技术用高频变压器代替了低频逆变器技术中的电源变压器。并显着改善了逆变器的特性。目前，并网太阳能光伏发电系统中的各种高频串逆变器结构主要包括：正向双管1.3光伏并网逆变器的优化设计3光伏并网系统的电路优化设计的Cu变换电路优化，采用高频隔离型的Cuk式电路，优化后的光伏并网逆变器的输入输出电流连续，且脉动较小，而且Cuk如图所示，非隔离型的Cuk式电路具有简C2,其次将C1和C2连接点之间接入足够大的电感并与输入端地相连，最后将将电路中的电容C=C1=C2,并将电感串入匝数足够一样多的绕组，形成1:1的变压器，这样从电容流入电感的电流就可以忽略，形成非隔离型同样功能的将电感即隔离变压器的一次侧)置于升压电感L1与开关管S1以及续流二极管D的结点处。由于Cuk电路的续流二极管和开关管S1之间加入了耦合电容器C,因此Cuk电路的隔离点正好在耦合电容器中间。电路中当S1导通时，其等效电路如图所示。此时，变压器初级侧的输入电压a对电感器Li充电，而电容器Ci使变压器初级侧放电。次级侧的感应电流为续流二极管D被反向偏置并短路。图中箭头的方向是环路电流的方电路中当S1关断时，其等效电路如图所示。此时变压器一次侧边的电感L1放电，电容C1充电，则二次侧感应的电流对电容C2进行充电，电感L2处于放电状态，电流通过续流二极管D给负载供电。1)采用高频变压器体积小、质量轻，并具有电气隔离，系统中没有直流分2)基