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1、刘飞段善旭徐鹏威王志峰光伏并网发电系统若干技术问题的研究0引言网、有功调节、无功补偿或者是谐波补偿等功能,如近几年来并网光伏发电系统逐渐成为光伏技术果是单级变换拓扑结构就只有后端的DC/AC部分。的研究热点,随着光伏发电系统的性价比提高,其应一种新颖的反激式逆变器在光伏发电系统中被用范围越来越广,并开始从特殊场合应用向商业化提出来如图2(a)所示,这种反激式逆变器的改进型应用发展。拓扑如图2-(b)、2-(c)。这类型的电路拓扑结构(以1光伏并网电路拓扑结构图2-(c)为例)由前端的DC/DC部分和后面的反激如图1所示光伏并网拓扑结构
2、有很多形式,最普逆变器共用一个公共的隔离变压器,主电路是由3个遍的有采用单级变换和两级变换拓扑结构,两级变IGBT、两个二极管和一个副边带中心抽头的反激变换拓扑结构一般由形式多样的DC/DC变换器和DC/压器,这个反激变压器不仅传递能量而且起光伏组AC并网逆变器组成。前端的DC/DC变换器一般是比件与后端的交流并网部分隔离作用。其工作原理是较常见的BUCK、BOOST、BUCK-BOOST、CUK或者由三个工作状态组成:工作状态一定义为IGBT1导是推挽电路等等,用来实现光伏电池输出的最大功通而IGBT2和IGBT3关断,光伏电池发出
3、的能量通过率跟踪,前端DC/DC环节还需要实现蓄电池储能功IGBT1储存在反激变压器T的原边绕组中,同时逆变能;而DC/AC一般是单相或三相并网逆变器实现并侧电容C2储存的能量向电网馈电,并且电容C2上的极性与电网同步;工作状态二定义为IGBT2导通而IGBT1和IGBT3关断,储存在反激变压器和C2的能量在电网正半周时向电网馈电。需要注意的是工作状态一与工作状态二在电网电压正半波时交替工作,也就是IGBT1和IGBT2以高频PWM波的形式交替通断,使系统逆变测馈电电流与电网电压同频同相。工作状态三就是IGBT3导通而IGBT1和IG
4、BT3关断,储存在反激变压器和C2的能量在电网负半周时向电网馈电,工作状态一与工作状态三在电网电压负半波时交替工作,同样系统逆变侧向电网输出的电流与电网电压同频同相。这类反激式并网变换器的优点是使用的元器件少,控制简单。由于两级变换拓扑结构很难把效率提高,以图2(c)为例,在光伏电池输出最大功率为300W的情况下,整个变换器的效率可以达到89%,这已经是在元器件损耗能量很少的情况下取得的。如果采用单级变换拓扑并网,就可以把整个系统效率提高一个档次,接近97%左右。单级并网变换器的拓扑形式主要是由一个单相或者三相电压型逆变器和一个LCL
5、滤342006年第4期经济运行机制,这样的储能环节完全不同于独立光伏发电系统的储能系统,这样的并网机制也不同于一般不带储能环节的并网发电系统。该系统具体有以下几种工况:(1)太阳光照充足,光伏系统发出的电能完全满足固定负载供电需求,同时还有富余。如果储能系统能量已经储满,就尽最大可能向电网馈电;如果储能系统能量没有储满,但是电网向分布式发电系统收购的电价高于光伏发电的成本价时,优先考虑向电网卖电以追求经济效益;如果储能系统能量没有储满,但是电网向分布式发电系统收购的电价低于光伏发电的成本价时,优先考虑向储能系统储能,等能量储满,如果还
6、有富余的电能的话,再向电网馈电。(2)太阳光照不充足,光伏系统发出的电能不能波器和电网并联,但是光伏电池组件输出电压必须满足固定负载供电需求。如果电网电价高于光伏发在任何时刻都大于电网电压峰值,所以需要光伏电电的成本价时,启动储能系统向负载供电以满足负池板串联起来提高光伏系统输入电压等级,但是多载电能需求;如果电网电价低于光伏发电的成本价个光伏电池板串联也可能由于部分电池板被云层等时,向电网买电提供负载供电以满足负载电能需求。外部因素遮蔽,导致光伏电池组件输出能量严重损(3)阴雨天或者夜间,这时光伏系统没有能量发失,同样也导致光伏电池
7、组件输出电压跌落,同样无出,只能通过向电网买电满足负载供电需求,同时考法保证输出电压在任何时刻都大于电网电压峰值,虑电网电价与光伏发电成本价的关系。如果电网电使整个光伏并网系统不能正常工作。因此需要一组价低于光伏发电的成本价,通过并网变换器的能量大容量的电解电容在光伏电池组件和电网之间解双向流动控制,由电网向储能系统充电储能;如果电耦,而且并网逆变器的工作状态主要由这些电解电网电价高于光伏发电的成本价,光伏系统储能环节容充放电引起的电容电压的变化情况决定。不过这尽可能向负载供电,如果能够满足负载供电需求量种电路拓扑因其简单、高效率而适
8、合于并网光伏系就不向电网买电,满足不了的部分向电网买电补偿统模块化运行。光伏并网发电系统的储能环节可以这部分电能;如果光伏系统不带固定负载可以作静省略掉。如果具有固定负载的多功能光伏并网系统态无功补偿器运行,这样可以提高
