并网逆变器损耗的分析研究
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风力发电并网逆变器研究近年来,随着能源需求的不断增长和环境污染问题的加剧,可再生能源的开发和利用成为了解决能源和环境问题的重要途径之一。
风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,受到了广泛关注。
然而,风力发电的可靠性和稳定性问题一直是制约其发展的关键因素之一。
风力发电并网逆变器是风力发电系统中的重要组成部分,其主要功能是将风力发电机产生的交流电转换为符合电网要求的交流电。
然而,由于风力发电机的特性和电网要求的不同,风力发电并网逆变器面临着一系列的技术挑战。
首先,风力发电机的输出功率受到风速的影响,其输出电压和频率会随着风速的变化而波动。
因此,风力发电并网逆变器需要具备快速响应能力,能够实时调整输出电压和频率,以适应电网的要求。
其次,风力发电并网逆变器需要具备高效的能量转换能力,以提高风力发电系统的整体效率。
在逆变过程中,由于电能的转换会产生一定的损耗,因此逆变器的能量转换效率对于风力发电系统的发电量和经济性具有重要影响。
另外,风力发电并网逆变器还需要具备可靠的保护功能,以确保风力发电系统的安全运行。
在电网故障或风力发电机故障的情况下,逆变器需要能够及时切断与电网的连接,以避免故障扩大和电网安全问题。
为了解决上述问题,研究者们进行了大量的风力发电并网逆变器研究。
他们通过优化逆变器的控制策略和拓扑结构,提高了逆变器的响应速度和能量转换效率。
同时,他们还引入了多种保护机制,提高了逆变器的可靠性和安全性。
总之,风力发电并网逆变器的研究对于风力发电系统的可靠性和稳定性具有重要意义。
通过不断改进和创新,相信风力发电并网逆变器将在未来得到进一步的发展和应用,为可再生能源的普及和利用做出更大的贡献。
将各种损耗都算进来后光伏并网电站系统效率通常为多少呢?光伏组件虽然使用寿命可达25-30年,但随着使用年限增长,组件功率会衰减,会影响发电量。
另外,系统效率对发电量的影响更为重要。
1组件的衰减1,由于破坏性因素导致的组件功率骤然衰减,破坏性因素主要指组件在焊接过程中焊接不良、封装工艺存在缺胶现象,或者由于组件在搬运、安装过程中操作不当,甚至组件在使用过程中受到冰雹的猛烈撞击而导致组件内部隐裂、电池片严重破碎等现象;2,组件初始的光致衰减,即光伏组件的输出功率在刚开始使用的最初几天内发生较大幅度的下降,但随后趋于稳定,一般来说在2%以下;3,组件的老化衰减,即在长期使用中出现的极缓慢的功率下降现象,每年的衰减在0.8%,25年的衰减不超过20%;25年的效率质保已经在日本和德国两家光伏公司的组件上得到证实。
2012年以后国内光伏组件已经基本能够达到要求,生产光伏组件的设备与材料基本采用西德进口。
2系统效率个人认为系统效率衰减可以不必考虑,系统效率的降低,我们可以通过设备的局部更新或者维护达到要求,就如火电站,水电站来说,不提衰减这一说法。
影响发电量的关键因素是系统效率,系统效率主要考虑的因素有:灰尘、雨水遮挡引起的效率降低、温度引起的效率降低、组件串联不匹配产生的效率降低、逆变器的功率损耗、直流交流部分线缆功率损耗、变压器功率损耗、跟踪系统的精度等等。
1)灰尘、雨水遮挡引起的效率降低大型光伏电站一般都是地处戈壁地区,风沙较大,降水很少,考虑有管理人员人工清理方阵组件频繁度一般的情况下,采用衰减数值:8%;2)温度引起的效率降低太阳能电池组件会因温度变化而输出电压降低、电流增大,组件实际效率降低,发电量减少,因此,温度引起的效率降低是必须要考虑的一个重要因素,在设计时考虑温度变化引起的电压变化,并根据该变化选择组件串联数量,保证组件能在绝大部分时间内工作在最大跟踪功率范围内,考虑0.45%/K的功率变化、考虑各月辐照量计算加权平均值,可以计算得到加权平均值,因不同地域环境温度存在一定差异,对系统效率影响存在一定差异,因此考虑温度引起系统效率降低取值为3%。
基于预测电流控制的T型三电平并网逆变器研究T型三电平并网逆变器是一种重要的逆变器拓扑结构,在可再生能源应用等领域具有广泛的应用前景。
本文将以预测电流控制为基础,对T型三电平并网逆变器进行研究,包括原理、控制策略、性能分析等方面。
T型三电平并网逆变器的工作原理如下:输入直流电压由两个独立的电源提供,分别为正极和负极。
通过合理的开关控制,可以实现多种输出电平,从而减小输出电压畸变和开关频率。
T型三电平并网逆变器的优点包括:较低的电压应力、较低的开关功率损耗、输出电流谐波较小等。
在预测电流控制中,通过测量电网电压和电流的实际值,并结合逆变器状态信息,来估计电网电流的参考值。
根据估计值和实际值之间的误差,计算相应的控制信号,以实现逆变器的控制。
预测电流控制可以实现自适应性较强的输出电流波形,提高逆变器的输出质量。
在T型三电平并网逆变器中,可以采用直接控制或间接控制的方式来实现预测电流控制。
直接控制通过直接测量电网电压和电流的实际值,计算逆变器的控制信号。
间接控制在直接控制的基础上,通过电网电压和电流的模型进行状态估计,从而更准确地控制逆变器。
通过对比两种控制方式的性能,可以选择最适合的控制策略。
对于T型三电平并网逆变器的性能分析,可以从输出电压波形、输出电流谐波、效率等方面进行评估。
在输出电压波形方面,通过调节逆变器的控制信号,可以减小输出电压畸变,提高输出电压质量。
在输出电流谐波方面,通过控制逆变器的开关频率和改进控制策略,可以减小输出电流谐波,降低对电网的干扰。
在效率方面,通过减小开关功率损耗和优化控制策略,可以提高逆变器的效率。
综上所述,基于预测电流控制的T型三电平并网逆变器是一种具有潜力的逆变器拓扑结构。
通过研究其原理、控制策略和性能分析,可以进一步优化逆变器的性能,提高其在可再生能源应用等领域的应用效果。
三相光伏并网逆变器的研究一、本文概述随着全球能源结构的转型和可持续发展目标的推进,光伏发电作为清洁、可再生的能源形式,其重要性日益凸显。
三相光伏并网逆变器作为光伏发电系统的核心设备,其性能直接影响到光伏电能的转换效率和并网运行的稳定性。
因此,对三相光伏并网逆变器的研究具有重要的理论价值和现实意义。
本文旨在全面深入地研究三相光伏并网逆变器的关键技术、工作原理、控制策略以及并网性能优化等方面。
文章将介绍三相光伏并网逆变器的基本结构和功能,包括其主要组成部件和工作原理。
接着,将重点探讨三相光伏并网逆变器的控制策略,包括最大功率点跟踪(MPPT)技术、并网电流控制技术以及孤岛检测技术等。
文章还将分析三相光伏并网逆变器的并网性能优化方法,包括提高电能转换效率、降低谐波污染、增强并网稳定性等方面的研究。
通过本文的研究,旨在为三相光伏并网逆变器的设计、制造和应用提供理论支持和实践指导,推动光伏发电技术的进步和发展,为实现全球能源可持续发展做出贡献。
二、三相光伏并网逆变器的基本原理三相光伏并网逆变器是将光伏电池板产生的直流电能转换为符合电网要求的三相交流电能并直接馈送到电网的电力电子设备。
其基本原理涉及电能转换、功率控制、并网同步以及电能质量控制等多个方面。
光伏电池板在光照条件下产生直流电能,这个直流电压和电流随光照强度和环境温度的变化而变化。
三相光伏并网逆变器的主要任务是将这种不稳定的直流电能转换为稳定的三相交流电能。
在转换过程中,逆变器首先通过功率变换电路将直流电能转换为高频交流电能。
功率变换电路通常由多个开关管组成,通过控制开关管的通断,实现对直流电能的斩波和控制。
高频交流电能经过滤波电路滤波后,变为平滑的交流电能。
接着,逆变器通过并网控制电路实现与电网的同步,并将转换后的交流电能馈送到电网。
并网控制电路通过检测电网的电压和频率,控制逆变器的输出电压和频率与电网保持一致,从而实现并网。
三相光伏并网逆变器还具备电能质量控制功能。
并网逆变器技术指标及分析并网逆变器是太阳能光伏并网发电系统的关键部件,由它将直流电能逆变成交流电能,为跟随电网频率和电压变化的电流源。
目前市售的并网型逆变器的产品主要是DC-DC和DC-AC两级能量变换的结构:DC-DC变换环节调整光伏阵列的工作点使其跟踪最大工作点;DC-AC逆变环节主要使输出电流与电网电压同相位,同时获得功率因数。
对于大型、超大型光伏电站一般都选用集中式光伏并网逆变器。
逆变器的配置选用,除了要根据整个光伏电站的各项技术指标并参阅生产厂商提供的产品手册来确定之外,还要重点关注如下几点技术指标。
(l)额定输出功率额定输出功率表示逆变器向负载或电网供电的能力。
选用逆变器应首先考虑光伏阵列的功率,以满足最大负荷下设备对电功率的要求。
当用电设备以纯电阻性负载为主或功率因数大于0.9时,一般选用逆变器的额定输出功率比用电设备总功率大10%~15%。
并网逆变器的额定输出功率与太阳电池功率之比~般为90%。
(2)输出电压的调整性能输出电压的调整性能表征逆变器输出电压的稳压度。
一般逆变器都给出当直流输入电压在允许波动范围内变化时,该逆变器输出交流电压波动偏差的百分率,即电压调整率。
性能好的逆变器的电压调整率应≤3%。
(3)整机效率整机效率表征逆变器自身功率损耗的大小。
逆变器效率还分最大效率、欧洲效率(加权效率)、加州效率、MPPT效率,它们的定义如下。
最大效率ηmax:逆变器所能达到的最大效率。
欧洲效率ηeuro:按照在不同功率点效率根据加权公式计算。
加州效率ηcec:考虑直流电压时对效率的影响,再次平均。
MPPT效率ηMPPT:表示逆变器最大功率点跟踪的精度。
目前,先进水平:ηmax>96.5%,ηMPPT>99%。
(4)启动性能所选用的逆变器应能保证在额定负荷下可靠启动。
高性能逆变器可以做到连续多次满负荷启动而不损坏功率开关器件及其他电路。
对于大型光伏电站,通常选用250kW、500kW集中型并网逆变器。
实验名称:光伏并网逆变器的逆变效率试验一、实验目的:光伏并网逆变器的效率是决定光伏并网发电系统整体效率的重要参数。
对其进行全面、有效的评估与测定,无论是对于光伏并网工程设计中逆变器的选取还是对于科研中逆变器的研究都具有重要的意义。
二、实验原理:一个光伏并网逆变器由两部分组成,最大功率点追踪部分(从光伏阵列获得最大功率MPP P ),和DC-AC 变换部分(将直流电dc P 变换为交流电ac P )。
(一)最大功率点跟踪效率(MPP-tracking efficiency )MPPT 效率,包括MPPTstat η与MPPTdyn η,指一段时间内,逆变器从太阳能电池组件获得的直流电能与理论上太阳能电池组件工作在最大功率点在该时段输出的电能的比值。
静态最大功率点跟踪效率MPPTstat η,表征当太阳能电池输出特性曲线一定时,逆变器在多大程度上可以跟踪到太阳能电池的最大输出功率。
而动态最大功率点跟踪效率MPPTdyn η可以用来衡量当太阳能电池输出曲线复杂多变情况下,逆变器对最大功率点跟踪的响应速度。
MPPT 效率的数学计算公式为:00()()MM T dc MPPT T MPPP t dtPt dt η=⎰⎰ 其中,()dc P t 表示逆变器从太阳能电池获得的实时功率;()MPP P t 表示太阳能电池理论上提供的实时的最大功率点功率。
(二)转换效率(Conversion efficiency )转换效率concv η是指,一段时间内。
逆变器交流输出端输出的电能与直流输入端输入的电能的比值。
其数学表达式为:0()()MM T ac conv T dcPt dt Pt dt η=⎰⎰ 其中,()ac P t 表示逆变器AC 输出端子输出的实时功率;()dc P t 表示逆变器DC 输入端子输入的实时功率。
(三)总效率(Overall efficiency )总效率t η表示,一段时间内.逆变器交流输出端输出的电能与理论上太阳能电池组件工作在最大功率点在该时间段输出的电能的比值,从定义可知:00()()MM T ac t conv MPPT T MPP P t dtP t dt ηηη=⋅=⎰⎰ 理论上的最大功率点跟踪效率、转换效率和总效率的计算公式如上所示,但是在实验过程中,无法得到()ac P t ()dc P t ()MPP P t 的表达式,只能测得其瞬时值,因此无法通过以上表达式计算出各个效率。
光伏并网逆变器控制策略的研究1. 引言1.1 研究背景由于光伏发电系统的不稳定性和间歇性,逆变器的控制策略对系统整体性能具有至关重要的影响。
目前,虽然已经有一些传统的控制策略应用于光伏并网逆变器,但仍然存在诸多问题和局限性,如功率波动大、电压失调等。
对光伏并网逆变器控制策略的研究具有重要意义,可以提高系统的运行稳定性和效率,同时也有助于推动清洁能源的发展和应用。
本研究旨在通过对光伏并网逆变器控制策略进行深入探讨和优化设计,以实现系统的高效运行和提高发电效率。
结合实验验证和结果分析,为未来光伏并网逆变器的研究和应用提供参考和指导。
1.2 研究意义光伏并网逆变器是光伏发电系统中的核心设备,其控制策略的优劣直接影响着光伏发电系统的发电效率和运行稳定性。
研究光伏并网逆变器控制策略的意义非常重大。
合理的控制策略可以提高光伏发电系统的发电效率,最大限度地利用光伏板转换太阳能的能力。
通过优化逆变器控制策略,可以降低系统的损耗,提高系统的转换效率,从而提高光伏发电系统的整体发电量。
良好的控制策略可以提高光伏发电系统的稳定性和可靠性。
通过合理的控制策略设计,可以有效地降低系统在运行过程中出现的故障概率,保证系统的长期稳定运行,延长设备的使用寿命,降低系统维护成本。
研究光伏并网逆变器控制策略不仅有利于提高光伏发电系统的发电效率和运行稳定性,还对推动光伏发电技术的发展和应用具有重要的意义。
通过不断深入研究和优化控制策略,可以进一步完善光伏发电系统的性能,促进清洁能源的广泛应用。
1.3 研究现状光伏并网逆变器控制策略的研究现状在不断发展和完善。
目前,随着光伏发电系统规模的不断扩大和技术的不断进步,光伏并网逆变器控制策略也日趋多样化和复杂化。
传统的PI控制、PID控制等控制策略已经在实际应用中得到了广泛的应用,但在一些特定条件下存在着性能不佳,动态响应速度慢等问题。
研究人员开始着眼于改进和优化控制策略,以提高光伏并网逆变器的性能和效率。
并网逆变器损耗的分析研究
发表时间:2016-04-15T16:07:25.970Z 来源:《电力设备》2016年1期供稿作者:林学颖[导读] 广东省潮州市潮州供电局广东潮州 521000)以减小铁磁损耗;大功率需要升压的情况,我们必须对所使用的变压器的铁心材料进行甄选,以求选择铁磁损耗较小的材料。
林学颖
(广东省潮州市潮州供电局广东潮州 521000)1.新能源发电与逆变器的应用1.1新能源系统的核心器件——逆变器新能源发电的关键,在于如何将发出来的直流电转化成交流电并入大电网,所以核心元件是逆变器。
逆变器的质量,工作效率及寿命等都将影响到整个系统的稳定性及性能指标。
1.2逆变器核心器件的选择
我们一般选用IGBT作为光伏逆变器的主开关器件,因为IGBT兼具MOSFET和BJT两者的优点,具有通态电阻小、驱动功率低、工作频率高、输出电流大的特性。
2. 逆变器及其损耗
2.1逆变器的主要结构
在逆变的过程中,电流将会流过绕组、开关管以及续流二极管,由于开关管和二极管存在电阻,绕组存在磁滞、涡流损耗,故电能损耗不可避免的,只能尽量去减少。
2.2逆变器的损耗类型
开关管IGBT工作过程中存在静态损耗和动态损耗,其中静态损耗包括通态损耗和断态损耗,动态损耗亦称为开关损耗,包括开通损耗和关断损耗。
关断状态下,电流约等于零,功率很小,可忽略不计,故静态损耗计算时,不考虑断态损耗。
3.具体逆变器模块实验结果分析
采用三菱软件进行仿真计算,
1.保持开关频率fc=1kHz,负载功率因数Pf=0.8,Vcc=600V,Io=50A,改变调制比M,得到的损耗计算结果如下:
随着开关频率的增加,IGBT和二极管的开关损耗成倍增加,而通态损耗基本保持不变。
故要控制逆变器总损耗,就一定要合理选择开关频率。
根据上述实验数据以及参阅文献,总结出控制逆变器损耗的注意事项:
核心开关器件的选择,一般选用可通过大电流的全控器件,如IGBT;
合理选择拓扑结构,包括前级升压电路,小功率低电压选用单级式逆变,可减小损耗。
大功率高电压以及对纹波电流抗干扰能力有要求的需选用多级式逆变;
3)逆变环节加装缓冲电路可限制电压的过冲,从而减小损耗;
4)因为损耗与开关频率成正比,故应尽量限制开关频率的升高;
5)适当提高调制比和控制较高的功率因数;
6)小功率情况下,采用无隔离型逆变器,省去中间的变压器,以减小铁磁损耗;大功率需要升压的情况,我们必须对所使用的变压器的铁心材料进行甄选,以求选择铁磁损耗较小的材料。