• / 24
  • 下载费用:10 金币  

新能源发电与并网技术(2)-3.pdf

关 键 词:
新能源 发电 并网 技术
资源描述:
新能源发电与并网技术 光伏发电 (3) 主讲人: 朱晓荣 电气与电子工程学院 School of Electrical and Electronics Engineering电气与电子工程学院 2 新能源发电与并网技术 2.6 光伏并网逆变器拓扑及控制 2.6.1、光伏并网逆变器的拓扑 根据有无隔离变压器,光伏并网逆变器可分为隔离型和非隔 离型。 1、隔离型光伏并网逆变器 根据隔离变压器的工作频率,可分为工频隔离型和高频隔离型。 (1) 工频隔离型光伏并网逆变器 工频变压器使输入与输出隔 离,主电路和控制电路相对 简单,而且光伏阵列直流输 入电压的匹配范围较大。电气与电子工程学院 3 新能源发电与并网技术 2.6.1 光伏并网逆变器拓扑 •防止人接触到光伏侧的正极 或负极时,电网电流通过桥 臂形成回路对人构成伤害的 可能性,提高了系统的安全 性。 变压器的作用: •防止人接触到光伏侧的正极 或负极时,电网电流通过桥 臂形成回路对人构成伤害的 可能性,提高了系统的安全 性。 •缺点:体积大,质量重;增加 了系统损耗、成本,增加了运 输、安装的难度。电气与电子工程学院 4 新能源发电与并网技术 (2)高频隔离型光伏并网逆变器结构 高频变压器体积小、重量 轻,克服了工频变压器的 缺点。 按拓扑结构来分,主要有 两种类型:DC/DC变换器 型和周波变换器型。 ① DC/DC变换器型 • 光伏阵列输出的电能经过DC/HFAC/DC/LFAC变换并入电网。 • DC/AC-HFT-AC/DC环节构成了DC/DC变换器。 • 输入侧DC/AC:将光伏阵列输出的直流电能变换成高频交流电 能。 • 输出侧DC/AC:将中间级直流电逆变为低频正弦交流电压。 2.6.1 光伏并网逆变器拓扑电气与电子工程学院 5 新能源发电与并网技术 (2)高频隔离型光伏并网逆变器结构 ② 周波变换型 • 由高频逆变器、高频变压器和周波变换器三部分组成,构成了 DC/HFAC/LFAC两级电路拓扑结构。 • 只有两级功率变换环节,提高了系统的效率。 2.6.1 光伏并网逆变器拓扑电气与电子工程学院 6 新能源发电与并网技术 2 非隔离型光伏并网逆变器 非隔离型光伏并网逆变器体积小、质量轻、效率高、成本较低。 非隔离型光伏并网逆变器按结构可分为单级型和多级型。 (1)单级非隔离型光伏并网逆变器 2.6.1 光伏并网逆变器拓扑 单级非隔离型并网系统 • 只有一级能量变换。 •优点:电路简单, 元器件少,可靠性 高,效率高,功耗 低。 •光伏组件电压高, 输出滤波电感也有 一定体积。电气与电子工程学院 7 新能源发电与并网技术 2 非隔离型光伏并网逆变器 (2)多级非隔离型光伏并网逆变器 • 由前级DC/DC变换 器和后级DC/AC变 换器。 •DC/DC变换器,多用 Boost变换器。 Boost为升压变换 器,可使光伏阵列 工作在一个宽泛的 电压范围。 2.6.1 光伏并网逆变器拓扑 多级非隔离型并网系统电气与电子工程学院 8 新能源发电与并网技术 2 非隔离型光伏并网逆变器 (3) 非隔离型光伏并网逆变器存在的问题 2.6.1 光伏并网逆变器拓扑 • 逆变器输出不采用工频变压器进行隔离及升压,逆变器易向 电网中注入直流分量,对电网产生不良影响,如引发变压器 或互感器饱和、变电所接地网腐蚀等问题。 •没有工频及高频变压器,同时由于光伏电池对地存在寄生电 容,使得系统在一定条件下能够产生较大的共模漏电流,增 加了系统的传导损耗,降低了电磁兼容性,同时也会向电网 中注入谐波并产生安全问题。电气与电子工程学院 9 新能源发电与并网技术 3 多支路光伏并网逆变器 (1) 隔离型多支路 光伏并网逆变器 2.6.1 光伏并网逆变器拓扑电气与电子工程学院 10 新能源发电与并网技术 3 多支路光伏并网逆变器 2.6.1 光伏并网逆变器拓扑电气与电子工程学院 11 新能源发电与并网技术 3 多支路光伏并网逆变器 (2) 非隔离型多支路光伏并网逆变器 2.6.1 光伏并网逆变器拓扑电气与电子工程学院 12 新能源发电与并网技术 3 多支路光伏并网逆变器 (2) 非隔离型多支路光伏并网逆变器 2.6.1 光伏并网逆变器拓扑电气与电子工程学院 13 新能源发电与并网技术 单级光伏并网系统逆变器的基本控制要求 2.6.2 光伏并网逆变器的控制策略 • 实现最大功率点跟踪(MPPT)控制 •并网电流控制 •可采用三环控制结构或双环控制结构 两级光伏并网系统,其前级DC/DC变换器和后级DC/AC逆变 器之间一般设置直流滤波电容器,该电容器在缓冲前后级 能量变化的同时,也使前、后级的控制解耦。 前级的DC/DC变换器实现最大功率点跟踪控制 后级DC/AC逆变器的控制要求:电气与电子工程学院 14 新能源发电与并网技术 2.6.2 光伏并网逆变器的控制策略 • 保持前后级间的直流侧电压稳定 •实现并网电流控制,甚至根据指令进行电网的无功功率调节 iL UUE =+ L UjL I ω =电气与电子工程学院 15 新能源发电与并网技术 2.6.2 光伏并网逆变器的控制策略 • 并网逆变器典型的控制策略是对逆变器输出电流矢量进行控 制以实现并网及网侧有功、无功的控制。 •并网逆变器交流侧稳态的矢量关系如下图: 逆变器交流侧稳态矢量关系 • 控制并网逆变器交流侧电压矢量的幅值和相位,即可控制电 感电压矢量的幅值和相位,进而控制了输出电流矢量的幅值 和相位。电气与电子工程学院 16 新能源发电与并网技术 2.6.2 光伏并网逆变器的控制策略 根据矢量定向和控制变量的不同,逆变器的控制策略 可分为四类:电气与电子工程学院 17 新能源发电与并网技术 2.6.2 光伏并网逆变器的控制策略 矢量控制策略是基于电流闭环的控制策略;直接功率 控制是基于功率闭环的控制策略。 1、基于电流闭环的矢量控制策略 •将静止坐标系下的交流量变换到同步旋转坐标系下,成 为直流量,电流的跟踪问题变换为调节问题,采用PI控 制可实现无差调节。 •在同步旋转坐标系下,可实现有功和无功功率的解耦控 制。 •同步坐标系d轴方向的变量选取的不同,可分为电网电 压定向的控制(VOC)和虚拟磁链定向的控制(VFOC)。电气与电子工程学院 18 新能源发电与并网技术 2.6.2 光伏并网逆变器的控制策略 (1)基于电网电压定向的矢量控制(VOC) • 同步旋转坐标系与电 网电压矢量E同步旋 转,同步旋转坐标系 的d轴与电网电压矢量 E重合。 ,0 dq eEe = = () () 33 22 33 22 dd qq dd dq qd dq pe ie ie i qe ie ie i =+= =−=电气与电子工程学院 19 新能源发电与并网技术 2.6.2 光伏并网逆变器的控制策略 (1)基于电网电压定向的矢量控制(VOC) 3 2 dc dc dd iu p ei = =电气与电子工程学院 20 新能源发电与并网技术 2.6.2 光伏并网逆变器的控制策略 (2)基于虚拟磁链定向的矢量控制(VFOC) • 将并网逆变器的 交流侧等效成一 个虚拟的交流电 动机。 • 三相电网电压矢 量E经积分后所 得的矢量可认为 是该虚拟交流电 动机的气隙磁链 Ψ。电气与电子工程学院 21 新能源发电与并网技术 2.6.2 光伏并网逆变器的控制策略 (2)基于虚拟磁链定向的矢量控制(VFOC) • 磁链矢量与同步旋转坐 标系的d轴重合,电网 电压矢量超前于磁链 90°,即与q轴重合。 ,0 qd eEe = = () () 33 22 33 22 dd qq qq dq qd qd pe ie ie i qe ie ie i =+= =−= −电气与电子工程学院 22 新能源发电与并网技术 2.6.2 光伏并网逆变器的控制策略 (2)基于虚拟磁链定向的矢量控制(VFOC)电气与电子工程学院 23 新能源发电与并网技术 2.6.2 光伏并网逆变器的控制策略 2直接功率控制(DPC) 将并网逆变器输出的瞬时有功功率和无功功率作为被 控量进行闭环控制。 基本的控制思路: • 检测并网逆变器输出的瞬时有功、无功功率 • 检测值与给定值送入滞环比较器进行比较 • 确定电网电压矢量所在的扇区 • 根据滞环比较器的输出及电压矢量的位置,确定功率开关 管的状态电气与电子工程学院 24 新能源发电与并网技术 2.6.2 光伏并网逆变器的控制策略 2直接功率控制(DPC)
展开阅读全文
  语墨文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:新能源发电与并网技术(2)-3.pdf
链接地址:http://www.wenku38.com/p-28779.html

                                            站长QQ:1002732220      手机号:18710392703    


                                                          copyright@ 2008-2020 语墨网站版权所有

                                                             经营许可证编号:蜀ICP备18034126号

网站客服微信
收起
展开