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1、交錯(cuò)并聯(lián)反激式準(zhǔn)單級(jí)光伏并網(wǎng)微逆變器交錯(cuò)并聯(lián)反激式準(zhǔn)單級(jí)光伏并網(wǎng)微逆變器楊興媚江蘇安科瑞電器制造有限公司摘要:獨(dú)立光伏組件的微型逆變器能有效克服傳統(tǒng)光伏系統(tǒng)存在的陰影問(wèn)題。詳盡介紹了某型準(zhǔn)單級(jí)式交錯(cuò)并聯(lián)微逆變器的設(shè)計(jì)、分析及其控制策略。該微型逆變器基于高頻環(huán)節(jié)逆變技術(shù),有效實(shí)現(xiàn)了初、次級(jí)電氣隔離,解決了漏電流問(wèn)題采用有源箝位技術(shù)吸收漏感能量,實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)關(guān)(ZVS)采用變步長(zhǎng)的擾動(dòng)觀察法實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)輸入電壓前
2、饋方法可解決準(zhǔn)單級(jí)式微逆母線電壓崩潰問(wèn)題。220W樣機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證了該方案及控制策略的可行性,整機(jī)MPPT效率為99.5%,最高效率達(dá)到95%。關(guān)鍵詞:微逆變器高頻環(huán)節(jié)最大功率點(diǎn)跟蹤1引言傳統(tǒng)集中式、組串式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)通過(guò)對(duì)光伏電池板的串并聯(lián),在有效提高母線電壓后,供給并網(wǎng)逆變器將電能輸送到電網(wǎng)。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,轉(zhuǎn)換效率高,尤其適合于日照較好的電站系統(tǒng)。但在東部城鄉(xiāng)地區(qū),云層及建筑物、樹(shù)木遮擋,以及單塊電池板發(fā)生故障等因素,將嚴(yán)重降低整個(gè)系
3、統(tǒng)的發(fā)電量。配備在每一個(gè)光伏組件后面的微型逆變器,通過(guò)對(duì)各組件的獨(dú)立控制使其工作在最大功率點(diǎn),大大提高了系統(tǒng)抗局部陰影的能力,以及整體發(fā)電量。盡管其成本相對(duì)較高,但模塊化架構(gòu)、高可靠性、高發(fā)電量、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)使其為目前分布式光伏發(fā)電的一個(gè)重要方向。在此詳盡介紹了某型準(zhǔn)單級(jí)式交錯(cuò)并聯(lián)微逆變器設(shè)計(jì)、分析及控制策略。高頻環(huán)節(jié)逆變技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)了微逆變輸入輸出電壓大升壓比匹配,同時(shí)初次級(jí)電氣隔離解決不了不隔離系統(tǒng)漏電流問(wèn)題而且基于有源箝位技術(shù)吸
4、收漏感能量,實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)管的ZVS。系統(tǒng)控制框圖及流程表明采用變步長(zhǎng)的擾動(dòng)觀察法能實(shí)現(xiàn)MPPT,輸入電壓前饋方法可解決準(zhǔn)單級(jí)式微逆母線電壓崩潰問(wèn)題。2主電路拓?fù)?.1拓?fù)溥x擇準(zhǔn)單級(jí)式反激逆變器僅有一級(jí)的功率變換[4],拓?fù)浜?jiǎn)單,尤其適合低成本應(yīng)用場(chǎng)合的要求。在斷續(xù)模式(DCM)及臨界連續(xù)模式(BCM)下,其呈現(xiàn)電流源特性,控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,市目前光伏微逆變器的理想拓?fù)?。由于反激變換器輸出功率有限,在微逆變器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中,這里采取如圖1所示交
5、錯(cuò)并聯(lián)技術(shù):將兩路反激變換器輸入并聯(lián),輸出并聯(lián),原邊的3控制系統(tǒng)3.1控制框圖準(zhǔn)單級(jí)式微逆變器需同時(shí)完成MPPT、鎖相、孤島檢測(cè)和入網(wǎng)電流控制[5][6]。如圖2所示,通過(guò)MPPT計(jì)算提供得到的并網(wǎng)電流的基準(zhǔn)幅值Io大小,從而確保光伏組件以最大功率向電網(wǎng)傳輸能量。鎖相提供并網(wǎng)電流的相位信息,確保入網(wǎng)電流與電網(wǎng)電壓同頻同相。孤島檢測(cè)是并網(wǎng)逆變器所必須具備的功能,在電網(wǎng)異常情況下關(guān)閉逆變器,確保人員和設(shè)備的安全。入網(wǎng)電流控制是并網(wǎng)逆變器的核
6、心控制部分,這里通過(guò)采樣輸出電流閉環(huán)控制,確保了高質(zhì)量的并網(wǎng)電流(理論上在DCM下,開(kāi)環(huán)控制即可實(shí)現(xiàn)電流源并網(wǎng),但其并網(wǎng)電流總諧波含量相對(duì)較高)。圖2控制系統(tǒng)3.2準(zhǔn)單級(jí)式系統(tǒng)MPPT及直流母線電壓控制MPPT是通過(guò)相應(yīng)的算法,不斷調(diào)整并網(wǎng)電流基準(zhǔn),調(diào)整逆變器輸出功率,從而調(diào)節(jié)光伏組件的輸出功率,使得光伏組件輸出功率最大。擾動(dòng)觀察法原理簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn),是MPPT算法中最常用的方法之一。其算法原理是當(dāng)前次的輸出功率與前一次的輸出功率作比較
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