电力电子在光伏发电系统中的应用介绍.ppt

电力电子在光伏发电系统中的应用 报告人：刘斌 南昌航空大学信息工程学院自动化系 2009年8月1日 PV电池板简介 单相并网光伏发电系统 三相并网光伏发电系统 光伏电站及其相关技术 AC Module 离网独立型光伏发电系统 风光互补型发电系统 建议和思路 * * PV电池板简介 PV电池板数学模型 I、Is、Io分别是光伏电池的输出电流，光伏电池短路电流和光伏电池反向饱和电流，其中Is、Io的大小由日照强度决定。 电流-电压曲线 功率-电压曲线 最大功率点 上图是某型号电池板的参数，一般来讲，其最大功率点在开路电压的0.9倍附件 单相并网光伏发电系统 某单相并网系统架构 电能变换器 电池板 电网 电能变换器要完成的任务有： 输出电流控制（功率因数为1，与市电同相） 提升系统变换效率 使电池板始终工作在最大功率点（MPPT，Maximum Power Point Tracking） 孤岛侦测 漏电流保护 。。。。。。 单相并网型光伏系统涉及到的控制有： 输出电流波形控制 BUS电容稳压控制 MPPT跟踪控制 反孤岛侦测控制 输出直流量控制 市电电压锁相控制 系统开关调制技术 系统状态辨识 。。。。。。 MPPT控制 锁相控制控制 电流波形控制 调制 某光伏系统控制框图 PV输入电压（V） 输入电流（A） 并网市电THD（％） 输出电流THD（％） 480 2.5 5.51 13.40 445 2.5 5.45 14.47 480 5 5.23 6.44 450 5 5.10 6.88 480 7.5 5.11 4.49 445 7.5 5.00 4.36 480 10 5.39 3.42 445 10 5.20 3.68 480 12.5 5.10 2.61 445 12.5 5.11 2.92 445 15 4.99 2.57 480 15 5.86 2.66 输出电流谐波测试结果 变换器效率测试 单相并网光伏发电系统其余的拓扑还有 考虑的因素有： 应用对象 客户需求 效率 并网安全规定要求 。。。。。。 三相并网光伏发电系统 电池板 电能变换器 电网 某三相并网发电系统性能指标 三相并网光伏发电系统控制框图 光伏发电系统MPPT 定电压跟踪法(CVT) 扰动观察法 增量电导法 用BOOST电路做MPPT的等效电路 某MPPT算法 算法中的用于功率比较的△P，占空比的起点1.5％，以及占空比的上下限等等。这些参数都直接影响到MPPT的效率，因此也是MPPT设计的重点和难点 通过参数的改进，MPPT效率从97%提升到98%。。。。 MPPT研究的另外一个难点在于光伏电池物理模型的构建。同事也还包含由于MPPT最大功率点的界定 MPPT算法目前朝着系统的稳定性以及有哪些信誉好的足球投注网站的迅速性等方向发展 目前MPPT最高精度可以达到99.99% 三相系统的调制技术 在三相PWM技术中，如果每个PWM周期中三相开关管均动作，称之为三相调制。如：普通七段法SVPWM 如果每个PWM周期中只有两相开关管动作，而另一相不动作，则称为两相调制。如：普通五段法SVPWM 96.161 9.695 10.082 100% 96.33 7.27 7.547 75% 96.272 4.855 5.043 50% 95.41 2.91 3.05 30% 94.732 1.96 2.069 20% 90.909 0.98 1.078 10% 84.483 0.49 0.58 5% 效率％ 输出功率KW 输入功率KW 负载 96.756 9.695 10.02 100% 96.91 7.275 7.507 75% 96.813 4.86 5.025 50% 95.926 2.92 3.044 30% 95.134 1.955 2.055 20% 90.824 0.97 1.068 10% 85.664 0.49 0.572 5% 效率％ 输出功率KW 输入功率KW 负载 三相调制算法： 两相调制算法： 优化后的五段法比传统七段法的逆变欧洲效率约提升0.5％左右 两种调制技术的输出电流波形 谐波水平THDi都能满足要求 相关的问题还有： 输出谐波抑制控制技术 逆变器多电平及其调制技术 输出滤波器最优设计 孤岛侦测等问题 漏电流问题 共电池板模块扩容并联（涉及到零序电流抑制等） 。。。。。。 光伏电站及其相关技术 光伏电站是太阳能光伏发电进入大规模商业化发电阶段、成为电力工业组成部分的重要发展方向，是当今世界太阳能光伏发电技术发展的主流趋势。并网系统由太阳能电池方阵、系统控制器、并网逆变器等组成 单机 通过变压器并联 某光伏电站性能指标 除原有的单机控制之外