光伏发电系统并网逆变及低压侧电网接入技术.pptVIP

孤岛效应现象会产生比较严重的后果： 1）孤岛中的电压和频率无法控制，可能会用电设备造成损坏； 2）孤岛中的线路仍然带电，会对维修人员造成人身危险； 3）当电网恢复正常时有可能造成非同相合闸，导致线路再次跳闸，对光伏并网逆变器和其他用电设备造成损坏； 4）孤岛效应时，若负载容量与光伏并网器容量不匹配，会造成对逆变器的损坏。 从用电安全与电能质量考虑，孤岛效应是不允许出现的；孤岛发生时必须快速、准确地切除并网逆变器，由此引出了对于孤岛效应进行检测控制的研究。 本文档共54页；当前第18页；编辑于星期三\20点56分 孤岛效应的检测一般分成被动式与主动式。 1）被动式检测是利用电网监测状态 ( 如电压、频率、相位等 ) 作为判断电网是否故障的依据 。如果电网中负载正好与逆变器输出匹配，被动法将无法检测到 孤岛的发生。 2）主动检测法则是通过电力逆变器定时产生干扰信号，以观察电网是否受到影响作为判断依据 ，如脉冲电流注入法 、输出功率变化检测法、主动频率偏移法和滑模频率偏移法等。 3）它们在实际并网逆变器中都有所应用，但也存在着各自的不足。当电压幅值和频率变化范围小于某一值时，频率偏移法无法检测到孤岛效应，即存在“检测盲区。 4）电网阻抗检测法，当电网的阻抗发生突变或变得比较大时，则认为发生了孤岛。但要结合被动式和主动式检测。 5）研究多逆变器的并网通信、协同控制已成为其孤岛效应检测与控制的研究趋势。 本文档共54页；当前第19页；编辑于星期三\20点56分 图2-2 MPPT寻优曲线 由于光伏方阵的最大功率点是一个变量，因而采用自寻优算法进行最大功率点跟踪（MPPT）。这种算法对方阵当前输出电压与电流的检测，得到当前方阵的输出功率，再与已被存储的前一时刻方阵功率相比较，舍小取大，不断检测，比较，寻优，如图2-2所示。 本文档共54页；当前第20页；编辑于星期三\20点56分 图2-1 硅电池伏安特性曲线图 最大功率跟踪点（MPPT） 本文档共54页；当前第21页；编辑于星期三\20点56分 光伏方阵是有多个太阳能电池组合而成，硅太阳电池方阵具有图2-1所示的伏安特性。可是光伏方阵具有类似于“电流源”特性。在不同的日射强度下，它与负载特性L的交点，如a、b、c、d、e等为当前的工作点。然而这些工作点并不正好落在方阵可能提供的最大功率点上，如a′、b ′ 、c ′ 、d ′ 、e ′上，这就不能充分利用在当前日射下方阵所能提供的最大功率。 如果我们采用控制的方法，使光伏方阵一直工作在最大功率点上，这时光伏方阵能量利用率将最大。研究表明影响最大功率点的主要因素除材料工艺外，还有环境温度，以常规单晶硅太阳能电池为例，当环境温度每升高1摄氏度时，其开路电压下降率约为0.35% ～ 0.45%。 本文档共54页；当前第22页；编辑于星期三\20点56分 基于导纳最优法的MPPT系统 由于光伏电池在不同的工作条件下其输出电能具有不同的伏安特性，呈非线性特征，因而需要对光伏电池的输出最大功率点进行跟踪，使其输出电能始终工作在最大功率上，以最大限度地利用太阳能，这对光伏系统的稳定高效工作起到至关重要的作用。MPPT（Max Power Pointer Tracking）是当前采用较为广泛的一种光伏阵列功率点控制方式。这种方式实时调整发电系统的输出电流，来跟踪最大功率点。 由于太阳能光伏组件U-I强烈的非线性和受温度的影响很大，这样就使得实现MPPT变得非常复杂，而目前日本、美国和欧洲主要采用电导增量法(Incremental Conductance Algorithms)，国内主要采用的是扰动观察法PO（PerturbObserve Algorithms）、模糊逻辑控制和最优梯度法，但是上述方法在控制精度、稳定性和运算难度方面均有不足，在实际运用中，要么对硬件要求高，要么出现程序失序现象，不能保证MPPT系统的正常运行。 本文档共54页；当前第23页；编辑于星期三\20点56分 我们结合电导增量法，和模糊控制法的优点，自主研发了导纳最优法，建立模糊化的传递函数和反模糊化判决。通过光伏阵列P-U曲线求出光伏方阵Pmax，快速跟随电压电平变化，不要求很复杂化的算法，能够快速追踪太阳能电池最大功率，并可以很好地适应各种场合对光伏系统MPPT控制的要求，试验证明此方法，较电导增量法具有更好的兼容不同系统和快速等效果。经过大量的实验与测试，显示其实时性和动态性能非常好，而且跟踪稳定，不会出现误判现象，跟踪精度高达99%。 在大型光伏电站系统设计应用中应采用分布式MPPT技术 本文档共54页；当前第24页；编辑于星期三\20点56分 三、并网逆变器可靠性设计和技术指标 本文