光伏并网逆变器检测平台的研制_闫华光
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东南大学硕士学位论文光伏并网逆变器建模和仿真研究姓名:唐金成申请学位级别:硕士专业:电机与电器指导教师:林明耀20080512摘要摘要随着I:业技术的迅猛发展,能源问题越米越受到人们的重视。
如何开发利用可再生资源以解决当前的能源危机成为一个热I’J话题。
人们普遍认为在目前可知的、并且已经得到比较广泛利用的可再生能源中,技术含量最高、最有发展前途的是太刖能。
太刖能利用的主流方向是光伏并网发电。
在光伏并网发电系统中,并网逆变器为核心。
因此,本文主要研究适用于光伏并网发电系统的逆变器。
论文首先描述了光伏电池的工作特性,研究了常见光伏阵列模型。
在此基础上,在MATLAB仿真环境F,开发了光伏阵列通片j仿真模型,分析了光伏阵列最人功率点的跟踪控制方法,最终采用干扰观测法实现了光伏阵列的最大功率点跟踪。
论文详细分析了Dc/Dc变换电路、DC/AC逆变电路的工作原理和r作特性。
光伏并网发电系统中主电路参数的选择对于系统能否正常工作、系统输出电流波形质量的好坏有着重要的作用。
使_}}j舭TLAB中的POWERSYSTEMBLOCKSETS工具软件建立了DC/DC变换电路、DC/AC逆变电路的动态模型.并进行了在开环和闭环谢种情况卜的仿真。
由DC/Dc变换电路、DC/AC逆变电路两个部分通过DCIink连接组成光伏并网逆变器。
通过对DC/DC变换电路的占空比调制实现了光伏阵列输出电压的控制,使光伏阵列运行在最大功率点。
通过对DC/AC逆变电路的舣环控制,以取得与电网电压同步的正弦电流输出和直流母线侧电压的稳定,其中电流内环采用滞环电流跟踪控制,电压外环采用PI控制。
最后,实验说明了仿真结果的止确性。
论文在给出孤岛效应危害的基础上,分析了目前常用的被动式、主动式孤岛检测方法,并采用并网电流幅值扰动法实现反孤岛效应。
【关键词】:建模,仿真,光伏并网,是大功率点跟踪,电流滞环控制,反孤岛效应AbstractAbstractWiththerapiddevelopmentoftechnology,peoplepaymoreandmoreattentiontotheproblemofenergy.Itbecomesahottopicthathowtoexploitanduserenewableresourcetoresolveenergycrisisrecently.Ongeneralview,amongtherenewableenergywhichpeoplehaveknownandusedextensively,solarenergyhasthemostteehnicalcontentandwoulddevelopbestinfuture.Themainphaseofutilizationofsolarenergyisphotovoltaic(PV)grid—connectedsystem,Thegrid-connectedinverteristhekeyforthePVsystem.TheefficientinverterforthePVsystemispresentedinthethesis.Firstly,theoperationpropertiesofPVcellareintroducedandthePVarraymodelisstudiedinthisthesis.Onthebasisofthestudy,aversatilesimulationmodeIforPVartayisdevelopedunderMATLABenvironment.Themaximumpowerpointtracing(MPPT)controlmethodofPVarrayisgiven,andtheperturbationandobservation(P&o)areadoptedtoachieveMPPTofPVarrayfinally.Secondly,theprinciplesandcharacteristicsofDC/DCconverter,DC/ACinverterareanalyzedindetailsinthisthesis.TheparameterselectionofmaincircuitinthePVgrid.connectedsystemwillconcemdirectlywhetherthesystemcanoperateproperly,andwillinfluencesthequailtyofoutputcurrent.TwodynamicmodelsofDC/DCconverter,DC/ACinverteraredevelopedusingPOWERSYSTEMBLOCKSETStooloftheMATLAB.Somesimulationresultsforopenloopandcloseloopconditionsaregiveninthisdissertation.Thirdly,thePVgdd.connectedjnverterconsistsofaDC/DCconverterandaDC/ACinverterandthetwopartsarecombinedbyaDClink.BymodulatingthedutycycleofDC/DCconverter,thePVarrayoutputvoltageiscontrolled,soPVarraycalf]operateonmaximumpowerpoint.DC/ACconverteradoptsdoubleloopcontrol,asaresult,thesinusoidalwaveoutputcurrentissynchronizedwithgridvoltageandDCbusvoltagecanleveloff.Currentandvoltageloopadoptshysteresis—bandcurrenttrackingcontrolandPIcon订olrespectively.Atlast,theexperimentresultsverifythesimulationanalysis.TheislandingeffectshouldbepreventedinPVgrid-connectedsystem.Theactiveandpassivedetectingmethodsareinves._tigatedinthisthesisKeyword:ModulingtSimulation,PVgad-connected,Maximumpowerpointtrackingcurrenthysteresiscontrol,Anti-islandingeffectlI东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
光伏并网逆变器调试报告一、调试目的本次调试的目的是对光伏并网逆变器进行功能和性能的检测和调试,确保逆变器能够稳定可靠地并网运行。
二、调试内容1.逆变器基本功能测试:包括开关机功能、并网检测功能、电压、电流和功率测量功能等的正常运行。
2.并网稳定性测试:逆变器在并网运行状态下,检测其稳定性和响应时间,确认逆变器在电网波动和故障情况下能够快速正确响应并保持稳定运行。
3.微网模式调试:如果逆变器支持微网模式,需要对其进行微网模式下的调试和测试。
4.故障保护功能调试:测试逆变器在过载、过温、短路等异常情况下的保护功能是否能够正常工作。
三、调试步骤和方法1.准备工作:检查逆变器和并网电网的接线是否正确,确认逆变器的参数设置与实际情况相匹配。
2.开关机测试:首先测试逆变器的开关机功能,通过操作逆变器的开关机按钮或遥控器,检测逆变器的开关机状态是否正常,并观察逆变器显示面板上的相应提示。
3.并网检测测试:在逆变器正常开机后,测试逆变器的并网检测功能。
可以通过局部模拟并网的方式进行测试,确认逆变器能够准确检测到电网的状态并进行相应的并网操作。
4.电压、电流和功率测量测试:通过接入电压、电流和功率仪器,测量逆变器输入和输出的电压、电流和功率,确保测量值在合理范围内,与逆变器显示面板上的数值保持一致。
5.并网稳定性测试:通过模拟电网的电压波动或短暂故障,观察逆变器的响应时间和稳定性。
检测逆变器能否在电网异常情况下自动切断输出、保护系统和设备的安全。
6.微网模式调试:如果逆变器具备微网模式功能,可以通过局部模拟微网的方式进行测试,确认逆变器在微网模式下的运行和切换是否正常。
7.故障保护功能测试:通过人为制造过载、过温、短路等异常情况,测试逆变器的保护功能是否能够及时触发,切断输出并保护系统设备的安全。
四、调试结果及分析在调试过程中,逆变器的基本功能和性能测试都能正常运行,包括开关机、并网检测、电压电流功率测量等功能。
50kW逆变器检测平台技术方案依据标准:中国金太阳认证新标准CNCA-CTS004:2009A;IEC62116-2008《并网连接式光伏逆变器孤岛防护措施测试方法》;德国TUV认证标准DIN VDE 0126-1-1美规IEEE1547/IEEE1547.1标准;澳规AS4777标准;英国:G83/H G83/1-1认证;西班牙:RD 1663/2000认证;意大利:DK5940 认证美国:UL1741-2010认证;加拿大CSA认证标准C22.2 NO.107.1-01;检测平台技术方案(包括的设备与服务):可编程大功率电网模拟装置功率范围:75~100KVA输出容量(KVA)75~100KVA电路方式IGBT/PWM脉宽调制方式交流输入相数三相波形SINE WAVE电压220V/380V电压波动范围220V/380V±15%频率波动范围50Hz±3Hz 或60Hz±3Hz功率因子≥0.92(满载时)交流输出相数三相波形SINE WAVE电压低档0V-150V(L-N)高档0V-300V(L-N)频率45-120Hz频率稳定率≤0.01%整机性能电源稳压率≦1%负载稳压率≦1%波形失真度2% (线性负载)效率≧90%反应时间≦2ms波峰因子3:1保护装置输入无熔丝开关,电子电路快速侦测过电压、过电流、超载、过高温&短路并自动跳脱保护及告警装置显示显示接口大屏幕LCD显示(320×240)电压测量范围:0~600V;分辨率:(<100V) 0.01V,(≥100V) 0.1V;准确度:0.5%FS+5COUNT电流测量范围:0~2000A;分辨率:(<10A )0.001A,(≥10A,<50A) 0.01A;准确度:0.5%FS+5COUNT功率测量范围:0~1000kW;分辨率:(<1kW) 0。
1W ,(≥1kW,≤5kW) 0.001kW;准确度:0.5%FS+5COUNT频率测量范围:43~67Hz;分辨率:0.01Hz;准确度:0.01%FS+2COUNT功率因子测量范围:0~1;分辨率:0.01;准确度:2%时间测量范围:1秒~99小时;分辨率:1秒设定项目电压设定范围:0~300V;分辨率:0.1V;准确度:1%频率设定范围:45~500Hz;分辨率:0.01Hz;准确度:0.01%时间设定范围:1秒~99小时;分辨率:1秒通用程序内存共30组,每组可记忆电压、频率设定值值步阶程序内存共30组,每组可记忆电压、频率及步阶运行时间渐变程序内存共30组,每组可记忆电压、频率及渐变运行时间循环运行功能步阶和渐变都具有循环功能,循环次数可设定999999次控制方式近程控制键盘控制远程控制RS232(标配)RS485(标配)环境绝缘阻抗≥DC500V 10MΩ耐压绝缘AC 1800V 10mA/ 1分钟冷却装置风扇冷却工作温度0℃~ 45℃相对湿度0~90% (非凝结状态)海拔高度1500m以下2. 可编程大功率直流电源(光伏模拟器)功率范围:≥100KW可模拟太阳能电池板输出特性;具有恒功率模式,可单独设置最大电压、电流以及功率;准确的电压和电流测量让你省下额外的测量仪器;稳压精度高、纹波电压低;可快速存储9组数据,每组可记忆电压值、电流值,功率值,可快速方便调用;具有过压、过流、过温、短路保护功能;其中过压保护界限和过流保护界限在0-110%的额定电压和0-110%的额定电流是可任意设定的。
光伏并网逆变器多种功能协调控制的研究党克,衣鹏博,刘子源,田勇(东北电力大学,吉林吉林132012)摘要:针对光伏(ph〇t〇V〇haic,PV)发电并网过程中谐波电流导致的电能质量下降和低电压穿越过程中无法提供充足的无功补偿的问题,将有源电力滤波器(active power filter,APF)、静止无功补偿器(static reactive power com-pensator,STATCOM)和逆变器形成一个在同一新型拓扑上的多功能协调控制系统。
在光伏并网过程中,该系统 通过基于瞬时无功功率原理的/P-/q法计算得出补偿电流•以消除电流谐波并提升电能质量。
在光伏系统低电压穿 越(low voltage ride through,LVRT)时通过控制逆变器输出电压和电网电压的相位差汐来调节系统输出的无功功率,支撑并网点电压。
通过预同步处理实现改善电能质量与LV R T两种功能之间自由切换,避免了电流冲击,在 Mat lab中通过仿真证明了协调控制系统的可行性。
关键词:光伏并网逆变器;有源电力滤波器;静止无功补偿器;低电压穿越;谐波检测与合成;模式切换中图分类号:TM77 文献标志码:A文章编号:1009-5306(2021)02-0006-06Research on Unified Control of Various Functions of Photovoltaic Grid-connected InverterDANG Ke,YI Pengbo,LIU Ziyuan .TIAN Yong(Northeast Electric Power University, Jilin 132012, China)Abstract:In the process of photovoltaic grid-connected ,the harmonic current caused by power quality decline and low voltage across cannot provide sufficient reactive power compensation, the active power filter (APF) and static reactive power compensator (STAT- COM) combined with inverter to form a multi-functional coordination control system in the same new topology. In the process of photovoltaic grid-connection, the system calculates the compensation current through the method /p-zq based on the instantaneous reactive power principle,eliminates the current harmonic, and improves the power quality. In the low voltage crossing of the photovoltaic system, the reactive power output of the system is adjusted by controlling the phase difference between the output voltage of the inverter and the voltage of the grid(5), and the voltage of the parallel node is supported. The free switch between the two functions of improving power quality and low voltage ride through is realized through pre-synchronous processing to avoid current shock. The feasibility of the coordinated control system is proved by simulation in Matlab.Key words: photovoltaic grid-connected inverter;active power filter ( APF) ; static reactive power compensator ( STATCOM) ; low voltage ride throughCLVRT) ;harmonic detection and synthesis;mode switch光伏(PhotovoltaiC,P V)发电作为目前已经产 业化的可再生能源生产技术受到广泛关注。
第24卷第l期2009年3月电力科学与技术学报JOURNALOFELECTRICV01.24No.1POWERSCIENCEANDTECHNOLOGYMar.2009光伏并网逆变器的孤岛检测技术刘方锐,康勇,张宇(华中科技大学电气与电子工程学院。
湖北武汉430074)摘要:以光伏逆变器为代表的各种并网逆变器通常要求具备孤岛检测功能.被动式的孤岛检测方法存在较大孤岛检测盲区.主动检测法提高了孤岛检测的可靠性,但其在并网逆变器的输出中施加了扰动,影响了并网电能质量.重点分析移频与移相主动孤岛检测算法的工作原理及参数选取原则,并给出相关的参数优化建议,同时探讨多并网逆变器运行时的孤岛检测有效特性,为光伏并网逆变器的孤岛检测设计提供参考.关键词:光伏;并网逆变器;孤岛检测中图分类号:TM615文献标识码:A文章编号:1673-9140(2009)01-0008-04InvestigationofislandingdetectionstrategiesforPVgrid-connectedconvertersLIUFang・rui,KANGYong,ZHANGYu(CollegeofElectricalandElectronicEngineering.HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,China)Abstract:Islandingdetectionis卸essentialfunctionformost鲥d—connectedconverters,especiallyPVnonegrid—connectedconveners.Thepassiveislandingdetectionmethodshavelargeactiveislandingdetectionstrategiesduceperturbationsintheconvertersaredetectionzone.Theproposedtoimprovethedetectionability.However,theyintro-output,contributingtopoorpowerquality.Thispaperanalyzestheworkingprincipleandparametersselectionrulesforfrequencyshiftandphaseshiftislandingdetectiontechniques.Thealgorismsoptimizationandthemulti—converteroperationperformanceconverters.arealsoinvestiga—ted.ItprovidesbasicislandingdetectionguidanceforPVgrid—connectedKeywords:PV;酣d—connectedconverter;islandingdetection随着分布式发电技术的迅速发展,越来越多的可再生能源(如太阳能、风能、生物质能和燃料电池)被转化为电能后通过并网逆变器输送到电网.收稿日期:2009-02-28基金项目:国家自然科学基金(50877032)并网逆变器通常要求具备孤岛检测功能‘卜引.并网逆变器的孤岛现象是指电网因故中断供电时逆变器仍向电网传输电能,和本地负载形成一个公共电网作者简介:刘方锐(1981一),男.博士.讲师,主要从事分布式发电与新能源利用研究通讯作者:康勇.男,博士,教授,博士生导师;E-mail:ykang@mail.bust.edu.SEt万方数据第24卷第1期刘方锐.等:光伏并网逆变器的孤岛检测技术9系统所无法控制的自给供电孤岛¨】.该现象的发生会威胁到电网维修人员的安全,影响配电系统的保护开关动作程序,在重合闸时可能对用电设备造成损坏等.在并网逆变器的孤岛检测中,仅依靠被动式检测方法检测逆变器与电网问的公共点处电压的异常现象(如过/欠压、Et/欠频),则容易漏检。
CGC 北京鉴衡认证中心认证技术规范CGC/GF020:2012(CNCA/CTS XXXX:2012)用户侧并网光伏电站监测系统技术规范2012-X-XX发布2012-X-XX实施北京鉴衡认证中心发布目录前言 (3)1. 范围 (4)2. 规范性引用文件 (4)3. 术语和定义 (4)4. 监测系统的构成 (5)5. 监测系统的设计要求 (5)5.1环境监测系统的设计选型要求 (5)5.2光伏电站发电监测设备 (6)5.3数据采集装置 (7)5.4 现场数据显示 (7)5.5电磁兼容性 (8)6. 监测系统的安装要求 (8)6.1环境监测设备的安装要求 (8)6.2布线要求 (8)6.3系统的调试 (9)7. 数据传输 (9)7.1 一般规定 (9)7.2 监测设备和数据采集装置之间的传输 (9)7.3 数据采集装置和数据中心之间的传输 (9)8. 光伏电站监测设备的检验 (9)8.1试验条件 (9)8.2监测设备的检验 (9)8.3监测设备现场安装的检验 (10)8.4监测系统数据传输的验正 (10)附录(资料性附录)数据采集装置和数据中心之间的传输要求 (11)前言为进一步引导我国用户侧并网光伏电站发展,促进安全、可靠产品的应用,推广我国用户侧并网光伏电站在线监测系统认证工作,特制定本认证技术规范。
本技术规范由全国能源基础与管理标准化技术委员会新能源与可再生能源分技术委员会提出。
本技术规范由北京鉴衡认证中心归口管理。
本技术规范主要起草单位:北京鉴衡认证中心、中国电力科学研究院、阳光电源股份有限公司、华北电力科学研究院、中国科学院电工研究所、国家智能微电网控制设备及系统质量监督检验中心、北京泰豪太阳能电源技术有限公司、北京能高自动化技术有限公司、北京科诺伟业科技有限公司、北京京东方股份有限公司、内蒙古神舟光伏电力有限公司、中兴能源有限公司、中节能绿洲(北京)太阳能科技有限公司。
本技术规范主要起草人:马荷芳、宋诗、周辉、闫华光、王刚、崔正湃、邹新京、马青松、张友权、王宗、王哲、周磊、曹志峰、刘敬伟、侯现伟、司德亮、邱云原、薛金会、陈卓、黄兴华。
基于ARM+DSP架构的太阳能光伏智能并网逆变器的开题报告一、选题的背景和意义太阳能光伏技术已经成为当今世界上发展最为迅猛的新型能源之一,在多个国家和地区的光伏发电产业中得到广泛应用。
在光伏发电系统中,逆变器是至关重要的一部分,它将光伏电池板直流电转换成为交流电,并将其并网运行。
然而,传统逆变器技术存在着许多问题,如其效率、电阻损耗、噪声等问题,这些不仅会影响光伏发电系统整体的性能,更会增加运营成本,减少系统的使用寿命。
针对这些问题,本文提出一种基于ARM+DSP架构的太阳能光伏智能并网逆变器。
通过引入ARM处理器和DSP数字信号处理器相结合的方式,实现了对逆变器系统的全面控制和协调。
旨在提高系统的效率,减少电阻损耗和噪声,并优化逆变器系统的运行稳定性和可靠性。
二、研究内容和方法本文的研究内容包括以下三个方面:1. 基于ARM和DSP的逆变器控制设备的设计与实现。
该部分将采用ARM作为主控制器,建立系统框架,完成逆变器的控制功能;同时,将DSP用于逆变器系统内的数字信号处理环节,保证逆变器控制系统的精度和稳定性。
2. 逆变器电路与控制算法的优化。
通过分析逆变器的电路特性,优化逆变器的控制算法,提高能源转换效率,减少热损失和电阻损耗。
通过控制信号频率和相差等方式,优化逆变器内部的工作状态。
3. 实验与性能测试。
对设计完成的逆变器进行测试,对其输出电流、功率和电压等参数进行监测和测量,并将测试结果和常规逆变器进行对比和分析,验证新型逆变器的性能和效率。
三、预期结果通过本文的研究和实验,我们预期将能够实现以下目标:1. 设计一种基于ARM+DSP架构的太阳能光伏智能并网逆变器系统,并完成其控制算法和电路的优化。
2. 实现逆变器的高效能量转换,减少能量损失和电阻损耗,提高其运行效率。
3. 对系统进行性能测试,验证其在输出电流、功率和电压等参数上的优越性。
四、论文的结构与安排本文将会包括以下章节:1. 引言:介绍选题背景、研究目的和方法,以及论文结构和安排。