输入电流连续的单相高增益光伏并网逆变器及控制方法

成果编号：38586

价格：面议

完成单位：南通大学

单位类别：其他高校

完成时间：2022年

成熟程度：研制阶段

服务产业领域：能源环保

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发布人：姚娟离线

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为了降低传统化石能源在能源消费结构中的比例，改善环境污染问题，近年来可再生能源分布式发电系统得到了各国的大力发展。在这些电源系统中，输入侧通常为光伏电池、燃料电池或蓄电池，其输出电压较低，且波动范围较大。为了满足电网或交流负载设备的电压要求，并提高系统的集成度，降低成本，单相集成式逆变器被提出。其通过复用部分功率管，将Boost变换器与电压源型全桥逆变器集成在一起，仅通过一级功率变换就可实现升压与逆变。然而，该单相集成式逆变器必须工作在输入电感电流断续模式。由于输入电流脉动很大，因而系统通态损耗也较大，且输入侧必须并联很大容量的电解电容，才能应用于对输入电流连续性要求较高的场合，导致系统可靠性和功率密度下降。

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成果介绍

科技计划：其他：

成果形式：新技术

合作方式：技术开发

参与活动：第二届江苏产学研合作对接大会 2023年高校院所服务苏北五市产学研合作对接活动

专利情况：未申请专利

成果简介

成果概况

创新要点

研发的输入电流连续的单相高增益光伏并网逆变器及控制方法，该逆变器包括升压电路和全桥逆变电路。升压电路包含升压电感L1、L2，升压电容C1、C2，升压二极管D1以及直流母线电容Cdc。电感L1的一端与二极管D1的阳极、电容C2的负极相连，二极管D1的阴极与电容Cdc的负极、电容C1的正极以及电感L2的一端相连；全桥逆变电路包含开关管S1-S4，开关管S1和S2串联形成第一桥臂电路，开关管S3和S4串联形成第二桥臂电路，两桥臂电路并联。本发明实现了在低占空比条件下的高增益升压逆变，且具有输入电流连续、适应输入电压宽范围变化、变换效率较高、电容电压应力低、结构简单、成本低等优点，特别适用于中小功率分布式光伏并网发电系统。

主要技术指标

光伏阵列等效为理想电压源(Upv＝35V)与电阻(Ro＝0.43Ω)的串联电路，开关频率fs＝20kHz，直流母线电压控制目标值Udc＝390V，电网电压Ug＝110V，频率f＝50Hz，满载功率Pmax＝250W(对应的输入电压为Uin＝31.6V)。基于此技术指标，对该逆变器进行主电路参数设计，分别为：第一升压电感L1＝2.4mH第二升压电感L2＝2.4mH，输入电容Cin＝10uF，第一升压电容C1＝200uF，第二升压电容C2＝200uF，直流母线电容Cdc＝2mF，输出滤波电容Cf＝20uF，输出滤波电感Lf＝4mH。输入电压控制器Guin(s)、直流母线电压控制器Gudc(s)和输出电压控制器Guo(s)均为PI控制器。其中，Guin(s)控制参数为：kp1＝20，ki1＝500；Gudc(s)控制参数为：kp2＝10，ki2＝200；Guo(s)控制参数为kp3＝10，ki3＝1000。

其他说明

无

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