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产品类别:SGG隔离变压器

产品名称:单相光伏并网逆变器直流注入问题的成因和抑制

产品详情

  跟着非分隔型光伏并网逆变器的通俗操纵,直流注入题目也日益受到偏重,IEEE Std 929-2000原则直流注入必需小于体例额定电流的0.5%。将直流注入出现的因由分为两品种型:丈量器件输入失调导致的平移型直流注入和丈量器件的非线性酿成的非线性直流注入,并折柳提出了应敌手法。针对平移型的直流注入题目,提出了通过一个直流分量积分补充症结来抑遏逆变器担任算法中偏移型直流分量,该直流抑遏算法无需增添外围硬件电道,且只占用很少的担任芯片资源。针对非线性直流注入题目,做出了定量阐明,为丈量元器件非线性度目标的采选供应了的参考代价。结果将上述直流抑遏算法操纵于无差拍并网担任中,并正在Matlab/Simulink实行了仿真阐明,结果验证了外面阐明和算法的精确性。

  厉刻的能源景象和生态境况的压力央求各邦鼎力开拓愚弄可不断的明净能源。太阳能正在稠密愚弄外面中具有环保明净、蕴藏充裕、分散广等上风,仍旧成为暂时全邦上可再生能源的紧急构成一面。全邦各邦纷纷投资研发,鼎力拓展光伏发电墟市,鼓舞了光伏并网发电并网本事的进一步进步,使其成为暂时最具进展前景的新能源本事之一。基于中邦光伏工业进展的需求,中邦光伏工业进展“十二五”方针已实行新的调节,从之前宣布的光伏发电装机容量21 GW,增添到35 GW。邦度还将出台对光伏工业正在上钩、补贴等方面的维持计谋。光伏发电将成为来日的代替能源之一,装备大领域的并网光伏体例是势必的采选。

  非分隔型的光伏并网逆变器因为其省去了工频变压器而具有重量轻、效力高、体积小、本钱低等上风,成为光伏并网逆变器进展的主流偏向。因为没有低频或者高频的分隔变压器,非分隔型的光伏并网逆变器要害性本事之一是并网直流电流的抑遏。并网逆变器担任电道中丈量元器件存正在零点漂移、器件自身的非线性特征,开合管自身及驱动电道纷歧概等题目,酿成了逆变器输出电流中出现直流分量。电力体例不肯意将有较大输出直流分量的逆变器结合到电网上,由于注入电网直流分量会使变电站变压器事务点偏移,导致变压器饱和;增添电网电缆的侵蚀;导致较高的低级电流峰值,可以销毁输入保障,惹起断电;乃至可以增添谐波分量。IEEE Std 929-2000中原则光伏体例并网电流中直流分量必需小于体例额定电流的0.5%。是以,探讨光伏并网直流注入题目具有紧急的实际意思。

  本文首要周到阐明了单相光伏并网体例出现直流分量注入的因由,针对偏移型直流注入提出一种通过积分补充症结有用抑遏并网直流注入的算法,并将其操纵到无差拍电流担任逆变器中,告竣了对并网偏移型直流分量实行抑遏。针对非线性直流注入题目,定量的阐明了丈量元器件的非线性对并网电流直流分量注入的影响,为采选丈量元器件非线性参数的思考供应了参考。

  光伏并网算法的落成需求及时采样并网电流、电网电压等正弦量,然而采样所用到的霍尔电流电压互感器、后级的模仿放大电道都存正在必定的非线性特征,输出与输入信号之间的相合不是一条具有固定斜率的直线。对付输入的正弦波形,输入信号幅度差异时,放大倍数会差异,这将导致所丈量的正弦波形爆发畸变,出现直流分量。

  图1 为针对元器件非线性直流注入的道理阐明,图1(a)中弧线 为某丈量电道所用放大器的理思特征弧线,因为其存正在非线性特征,实践的特征弧线,对付差异幅值的输入信号放大倍数也差异。若需求采样的波形如图1(b),图1(c)中弧线折柳体现为理思输出波形与思考器件非线性之后的实践输出波形,丈量元器件的非线性酿成输出信号Zi形成了上大下小的失真波形,从而酿成直流分量的注入。

  非线性因由导致了逆变器输出中存正在直流电流,若不采纳妥当门径,该直流电流将注入电网,惹起电网的直流注入题目。针对非线性的直流注入题目,往往需求凭据非线性特征方程来补充非线性,但这个特征厂家寻常不供应,而只给出非线性度目标。采用输入/输出的特征弧线与理思弧线的最大过错为ΔYi(max),用Δi(max)/Y来气量元器件的非线性度。

  本文勾结无差拍担任算法,对元器件的非线性度实行拟合仿真,并探讨了丈量电道非线性度对输出直流分量的影响。搭筑并网额定电流为16 A基于无差拍担任的逆变器,首要探讨丈量电道非线性度的巨细对直流分量注入的影响,采用二次弧线拟合元器件的非线性度的巨细,因为实践计划丈量电道时,丈量电流与电压的元器件往往采用一个公司的产物,这里假设丈量电流与电压的电道具有同样的非线.

  从外中可能看出,跟着元器件非线性度的增大,输出直流分量的巨细也随之增添。IEEE Std 929-2000原则直流注入必需小于体例额定电流的0.5%,当丈量元器件的非线%时可能基础知足IEEE Std 929-2000的原则。

  并网逆变器担任电道中寻常都需求丈量电网电压、并网电流等参数,所用丈量元器件往往存正在输入失调的题目,导致了所丈量的正弦波形整个向上或者向下偏移。结果是:因为丈量出现的直流分量将被带入到逆变器的担任算法中,将惹起担任器的偏差,最终使逆变器的并网电流中含有直流分量。

  图2为针对偏移型直流注入的道理阐明,图2(a)中弧线为某丈量电道所用放大器的理思特征弧线,因为其存正在输入失调,实践的特征弧线,较之于理思特征弧线 mV。若需求采样的波形如图2(b),(c)中弧线与弧线折柳体现为理思输出波形与思考输入失调后的实践输出波形,丈量元器件的输入失调酿成采样取得的正弦波整个上移。

  光伏并网算法的采样电道中放大器存正在输入失调,如图2(b)中所示。本文勾结无差拍担任算法,对偏移型直流注入实行仿真阐明,定量的探讨了元器件输出失调出现的直流分量。搭筑并网额定电流为16 A基于无差拍担任的逆变器,首要探讨丈量并网电流与电网电压的元器件失调巨细对直流分量注入的影响。实践计划丈量电道时,丈量电流与电压的元器件往往采用一个公司的产物,这里假设丈量电流与电压的电道具有同样的输出失调。取得的丈量结果如外2所示。

  从外2中可能看出,跟着元器件输入失调的增大,输出直流分量的巨细也随之增添。当丈量元器件的输出失调小于10 mV/5 V时,直流分量的注入小于0.5%。为明了决因为元器件偏移型直流分量的注入,提出一个积分补充症结来抑遏直流注入,这里以无差拍担任为例先容该手法。

  光伏发电容易受到外界境况如光照、温度等影响,央求逆变并网电流担任本事具有优秀的动态反应本能。无差拍担任是一种数字化的担任手法,其上风就正在于优秀的动态本能,担任历程无过冲,具有额外速的暂态反应。

  图3为无差拍电流担任道理图,DC为光伏电池输出过程BOOST 升压电道取得的直流电压,其值约为380 V。VT1~VT4构成全桥逆变器落成将光伏电池输出的能量传送到电网的做事。L 和C 构成一个滤波器,首要用于滤除因为开合管高频通断而出现的谐波电流的注入,R 为线道的等效电阻。因为电网电压正在必定边界内平稳,担任逆变器输出的电流与电网电压同相位,即其功率要素为1,即能落成最大效力的输送。

  无差拍担任的思绪是凭据暂时采样周期电道的形态来预测下一周期开合器件的占空比,从而出现PWM波担任开合管的通断,为明了决因为丈量元器件的零点漂移所带来的偏移型直流注入题目,如式(1)所示正在电流担任症结插手一个电流补充KI×Iε,每个正弦波周期对注入的直流分量实行抑遏,直到Iε =0 抵达平稳形态,实行声明该手法简易有用,具有很好的暂态反应和稳态反应:

  式中:为电网电压正在第k +1 次采样周期的均匀值;TS 为功率器件的开合周期;N 为每个周期的采样次数;iL (k) 为第k 次周期电感电流的采样值;iref(k +1) 为电感电流正在第k +1周期的参考值;udc 为升压级输出的直流电压。

  假设图4为一个周期内滤波电感电流的理思波形,周期为T,每周期采样次数为N,该直流抑遏算法只需求对称提取亲昵峰值邻近大约20个点(N=200时),如图4中灰线条所框起来的一面:

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