光伏并网逆变器的研究及可靠性分析

逆变器并网-独立双模式运行平滑切换控制策略研究逆变器并网/独立双模式运行平滑切换控制策略研究随着可再生能源的快速发展，光伏逆变器作为将直流电能转换为交流电能的关键设备，广泛应用于家庭、工业和商业领域。

逆变器的主要功能是将光伏发电系统产生的直流电能转换为交流电能，并进行并网或独立工作。

然而，在实际应用中，逆变器的并网和独立模式之间的切换往往存在一定的问题，例如切换过程中的电压波动、频率偏移和传输功率中断等。

因此，研究逆变器在并网和独立模式之间的平滑切换控制策略具有重要意义。

首先，逆变器的并网模式是指将逆变器输出的交流电能注入到电网中，使得光伏发电系统能够向电网提供电能。

在并网模式下，逆变器需要根据电网的电压和频率进行同步控制，并保持输出电压、频率和功率的稳定。

然而，在切换到并网模式时，由于电网的电压和频率与逆变器输出的电压和频率可能存在差异，因此需要设计合适的控制策略来实现平滑切换，以避免电压波动和频率偏移。

其次，逆变器的独立模式是指将逆变器输出的交流电能用于独立供电，不与电网相连接。

在独立模式下，逆变器需要根据负载需求来控制输出电压和频率，并保持稳定的功率输出。

然而，在切换到独立模式时，由于负载的变化可能导致电压和频率的波动，因此需要设计合适的控制策略来实现平滑切换，以避免功率中断和设备损坏。

为了实现逆变器在并网和独立模式之间的平滑切换，可以采用双模式运行的控制策略。

该策略通过监测电网的电压和频率以及负载的需求，实时调整逆变器的控制参数，以实现平滑切换。

具体而言，当逆变器检测到电网的电压和频率与逆变器输出的电压和频率差异较大时，可以通过逐步调整输出电压和频率的方式来实现平滑切换。

当逆变器检测到负载的需求发生变化时，可以通过动态调整输出电压和频率的方式来实现平滑切换。

总之，逆变器并网/独立双模式运行平滑切换控制策略的研究对于提高逆变器的性能和稳定性具有重要意义。

未来的研究可以进一步探索逆变器切换时的电压波动、频率偏移和功率中断等问题，并提出更加精确和可靠的控制策略，以满足不同应用场景的需求。

关于太阳能光伏并网发电系统的研究太阳能光伏并网发电系统，顾名思义，是指将太阳能光伏发电装置集中起来，通过逆变器转换成交流电后并入公共电网中以供应用的一种发电方式。

这种发电方式与传统的燃煤、燃气等发电方式相比，有着环保、清洁、安全等诸多优点，已经受到了广泛的关注和应用。

太阳能光伏并网发电系统的构成比较简单，一般由太阳能电池板（即光伏组件）、逆变器、智能监控系统、直流汇流箱和交流配电箱等几个部分组成。

太阳能电池板是该系统的发电核心部分，通过吸收太阳辐射，将光能转换成电能，并将直流电传输到逆变器中。

逆变器则负责将直流电转换成交流电并将其送入公共电网中。

智能监控系统则可以实时监控系统运行状况，及时发现相关问题，直流汇流箱则可以将多个太阳能电池板并联，并将它们的直流电汇集到一起。

交流配电箱则负责将逆变器转换成的交流电进行合理的分配，以供合理使用。

在实际应用中，太阳能光伏并网发电系统的主要优点在于其具有较高的经济效益、显著的环保效益和稳定的电量输出。

首先，太阳能光伏并网发电系统的建设和运营成本相对较低，居民或企业可以很容易地购买和使用。

其次，该系统的环保效益表现在其不需要消耗任何化石燃料，不会产生任何有害物质，更不会造成污染和温室气体排放等。

最后，太阳能光伏并网发电系统在稳定性上也具有很大的优势。

由于其直接受阳光能源驱动，因此可以长时间保持稳定运行，不受外界的干扰和影响。

但是，太阳能光伏并网发电系统的发展也存在着一些问题，主要表现在系统运行稳定性、社会认知度和政策支持等方面。

由于太阳能光伏发电系统的输出电量与天气、时间等因素有很大的关系，因此其运行稳定性一直以来都比较受限制。

此外，太阳能光伏发电系统的发展过程中，相关政策的制定和支持并不充分，尤其是在电网接入和贷款方面，还存在较大的不确定性。

综上所述，太阳能光伏并网发电系统在未来的发展中，需要进一步完善技术并加强政策支持。

在技术方面，应将研究重点放在系统的稳定性、效率和经济性等方面，提高太阳能光伏发电系统的实用性。

光伏并网逆变PI控制研究摘要：随着科技的不断发展，太阳能发电逐步成为了热门，太阳能清洁安全无污染，通过光伏发电进行并网逆变到电网上，然而并网前后电流会发生畸变，需要我们进行改善电流的质量。

电网并网前后电流会受各种影响从而达不到预期的期望值，通过滤波器和PI控制器的作用，减弱谐波的危害，提高电流波形的稳定、改善电流的畸变。

关键字：PI控制；滤波器；谐波；太阳能引言随着经济的发展，人口数目的增多，不可再生能源的消耗，不可再生能源总有一天会使用殆尽，可再生能源逐步成为了热门[1]。

光伏电池发电系统作为能量转换的器件，也作为能量的产生点，直流-直流通过对直流电压进行升高，提高了系统的稳定性，减少能量的损失，以便给交流侧使用。

但是光伏发电需要依靠阳光来进行调节，但是用电量需要时时刻刻需要使用，这就是需要储能系统来存储电能，当用户在没有阳光的情况下，储能系统用来给用户提供电能来解决矛盾，来达到用户的使用与发电之间的时时刻刻对应。

1光伏电池工作原理光伏发电的主要的核心是利用半导体P—N结产生的“光生伏打”方法[2]，太阳光照射到上面，会产生能量的分布进而会产生电荷的移动，电荷的移动会产生电流，进而会产生电势差，通过电势差形成电压产生电能，这就形成了电能到势能的改变方式。

图1展示了太阳能发电的方式：可以表现在当太阳的光照照射到太阳能光板上面的时候，可以从图中看出里面其内部N区原子和及P区原子受到太阳能的光照射获得能量可以促使电子获得足够的能量逃脱共价键的束缚，去冲击能量不饱和的空穴对。

这些电子会形成新的稳定的状态由于在碰撞中电子的移动会使得一边呈现正极另一边呈现负极，电子的移动会形成电流。

图1 光伏电池工作原理示意图2 LC滤波器经研究可以看出，电网和逆变器之间还存在着十分重要的一环，这重要的一环就是交流滤波器。

滤波器的性能是否良好，参数设计的精准与否都十分重要，这些条件的重要性体现在，一旦这些条件都得到满足，我们就能得到干净且电能质量高的并网电流。

光伏并网逆变器零电压穿越控制研究光伏并网逆变器零电压穿越控制研究随着全球对可再生能源需求的不断增加，光伏发电技术已经成为了当前最为广泛应用的可再生能源之一。

光伏发电技术将光能转化为电能，其中光伏并网逆变器作为光伏发电系统的核心组件，主要用于将光伏阵列发出的直流电转换为交流电，并将其并入电网中。

然而，在实际的应用过程中，光伏并网逆变器会受到一些因素的影响，如电网故障等，可能导致逆变器无法正常运行，进而影响整个光伏发电系统的安全与稳定。

因此，光伏并网逆变器的零电压穿越控制成为了目前的研究热点之一。

零电压穿越（Zero Voltage Crossing, ZVC）控制是一种通过控制开关器件进行主动切换的技术，主要目的是在电网电压波形的零电压交叉点附近进行切换，以提高逆变器的运行效果和电能质量。

光伏并网逆变器的主要工作原理是采用PWM （Pulse Width Modulation）技术将直流电转换成交流电，并将其接入电网，而ZVC控制技术能够有效地解决逆变器切换时可能出现的问题，如电压浪涌、谐波等。

在光伏并网逆变器的零电压穿越控制研究中，首先需要对逆变器的工作原理和电路结构进行详细的分析和研究。

可以将其分为四个主要部分：直流侧滤波电路、直流侧开关器件、交流侧滤波电路和交流侧开关器件。

其中，直流侧滤波电路主要用于过滤掉直流侧的高频噪声和滤波波动，以提供稳定的直流电源；直流侧开关器件通过控制开关周期和占空比来调整逆变器输出的电压和频率；交流侧滤波电路用于滤波逆变器输出的谐波成分，以提供纯净的交流电能；交流侧开关器件通过控制开关周期和占空比来调节逆变器输出的电压和频率。

基于上述的电路结构和工作原理，可以对光伏并网逆变器的零电压穿越控制进行进一步研究。

首先，需要确定逆变器切换的时机和方式。

在ZVC控制中，逆变器应该在电网电压波形的零电压交叉点处进行切换，以避免切换时的电压浪涌和谐波问题。

通过采用合适的控制算法和传感器，可以实现准确的切换时机和方式，提高逆变器的切换效果。

第一章绪论1 绪论1.1 论文研究背景及意义太阳能光伏发电技术己历经了半个多世纪的发展。

目前全世界太阳能电池组件的年产量已达2000MWp以上，2005年投入应用的太阳能光电系统的累计容量已超过2200MWp，太阳能已成为全球发展最快的能源【1】。

预计到2010年，全世界太阳能电池组件年产量将高达 3.2GWp。

太阳能光伏发电系统正迈向大规模的商业应用。

一方面，兆级光伏电站不断出现，最大的已达到6.5MWp，正在建造的最大规模为64MWp。

另一方面，近年来许多国家的政府都非常重视发展太阳能屋顶光伏发电系统【2】。

1990年德国率先提出并实施“一千屋顶计划”，在居民住宅屋顶上安装容量为太阳能并网发电系统。

由于采取了一些优惠政策，项目结束时共安装1～5KW的屋顶太阳能并网发电系统2056套。

1999年1月进一步提出了“十万屋顶计划”，到2000年安装太阳能发电系统容量超过40MW【3】。

现在德国的太阳能发电市场已从探索阶段发展成为繁荣的专业市场。

日本从20世纪70年代开始连续制订和实施了几个太阳能发电发展5年计划，到1996年底己安装2700套并网户用太阳能发电系统，每套容量平均为3MW。

同时，日本政府又提出“30年计划”，预计到2030年光伏发电总容量达100GWp。

目前日本的光伏组件产量己超过美国居世界第一位。

意大利1998年实施“全国太阳能屋顶计划”，总容量为50MWp。

在这类系统中，规模最大的是1997年6月美国总统克林顿在联合国环境发展会议上宣布的“百万太阳能屋顶计划”，到2010年将安装101.4万套光电系统，总安装容量高达3025MWp。

欧盟在1997年11月26日发表了名为《能源的未来:再生能源》的欧盟战略与行动白皮书提出，到2010年在欧盟范围内要安装100万套太阳能发电系统，其中50万套为屋顶太阳能并网发电系统，需要光伏组件l000MW，另外50万套是为乡村供电的独立太阳能发电系统。

光伏并网逆变器的设计光伏并网逆变器是将光伏发电系统产生的直流电转化为交流电并与电网进行并网连接的核心设备。

其设计需要考虑多个因素，包括并网效率、可靠性、功率因数、抗干扰性等，以实现光伏发电系统的高效、可靠运行。

在设计光伏并网逆变器时，需要考虑以下几个方面的因素：1.安全性和稳定性：光伏并网逆变器在设计上需要保证系统运行的安全性和稳定性。

在设计中，应该考虑保护功能，如过温保护、短路保护、过载保护等，以防止设备出现故障或损坏，保证人身安全和设备的稳定运行。

2.并网效率：光伏并网逆变器的并网效率是衡量其工作效能的重要指标。

高效的并网逆变器可以更有效地将光伏数组的直流电转化为交流电，提高光伏发电系统的发电效率。

设计逆变器时应选择高效的电子元器件，合理设计电路布局，以提高并网效率。

3.功率因数：光伏并网逆变器的功率因数是指其输出交流电的波形与电网电压波形之间的相位差。

功率因数是衡量光伏并网逆变器对电网负载影响的重要指标。

设计光伏并网逆变器时，应考虑到电网对功率因数的要求，选择合适的控制策略和电路结构，以达到良好的功率因数调节效果。

4.抗干扰性：光伏发电系统往往会面临诸如电网电压波动、谐波扰动、瞬变干扰等问题。

设计光伏并网逆变器时，应考虑到这些干扰因素对系统的影响，并采取相应的措施，如合理的滤波设计、采用抗干扰的电子元器件等，以提高系统的抗干扰能力。

5.通信功能：光伏并网逆变器通常需要与监测系统进行数据交互，实现对光伏发电系统进行监测和管理。

设计光伏并网逆变器时，应考虑到通信接口的设计和通信协议的选择，以实现与监测系统的数据传输和远程监控。

综上所述，设计光伏并网逆变器需要考虑多个因素，包括安全性、稳定性、并网效率、功率因数和抗干扰性等。

在设计上应选择高效的电子元器件，合理设计电路布局，并考虑到通信功能的需求，从而实现光伏发电系统的高效、可靠运行。

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。

并网光伏电站逆变器选型分析摘要：逆变器作为光伏发电站的重要组成部分，逆变器的可靠性、安全性直接关系太阳能发电系统整体的平稳运行，其转换效率直接影响太阳能光伏发电系统的发电效率，其使用寿命直接关系到光伏发电系统的使用年限。

关键词：定义及分类；功能；选择要点1.概述随着能源需求的增长以及化石能源消费带来的资源枯竭和环境污染问题的日益突出,太阳能等可再生能源越来越受到全球的重视。

在各国政府的推动下，近年来太阳能开发利用规模快速扩大，技术进步和产业升级加快，成本显著降低，已成为全球能源转型的重要领域。

截至 2017 年底，全球光伏发电站装机总规模已超过 400GW。

逆变器的可靠性、转换效率和成本是逆变器产品的核心要素，未来光伏逆变器的发展方向也将围绕这三个核心要素展开，主要朝着高可靠性、高转换效率和低成本的趋势发展。

同时，也还有其他一些需考虑的因素，如因地制宜的逆变方案、智能化的逆变方案、光储一体化逆变方案等。

2.逆变器的定义及分类逆变器又称电源调整器、功率调节器。

光伏逆变器是连接太阳能光伏电池板和电网之间的电力电子设备，主要功能是将太阳能电池板产生的直流电通过功率模块转换成可以并网的交流电。

光伏逆变器按电站系统不同分为并网逆变器，离网逆变器，储能逆变器三大类。

按照逆变器输出分为单相逆变器、三相逆变器。

逆变器按照功率和用途可分为微型逆变器、组串式逆变器、集中式逆变器、集散式逆变器四大类。

目前建设的光伏电站绝大多数均为并网光伏电站，本文分析的逆变器选型均是指并网型逆变器的选型。

3.并网逆变器的功能并网逆变器是连接光伏阵列和电网的关键部件，除了把直流电能变成电网能接收的交流电外，还有以下特殊功能：最大功率跟踪功能，保证输出功率最大化。

太阳能电池板的电流和电压是随太阳辐射强度和太阳电池组件自身温度而变化的，因此输出的功率也会变化，为了保证输出电力最大化，就要尽可能的获取电池板的最大输出功率。

逆变器的MPPT跟踪功能就是针对这一特性设计的。

【科普】史上最全的光伏并网逆变器保护功能解析史上最全的光伏并网逆变器保护功能解析（1）中介绍了逆变器具备的基本保护功能，下文中为大家主要介绍逆变器具备的几个增值保护功能：（1）输入过压保护当直流侧输入电压高于逆变器允许的直流方阵接入电压最大值时，逆变器不得启动或在0.1s内停机(当正在运行时)，同时发出警示信号。

直流侧电压恢复到逆变器允许的工作范围后，逆变器应能正常启动运行。

（2）输入反接保护逆变器的正极输入端与负极输入端反接时,逆变器应能自动保护。

待极性正接后,设备应能正常工作。

（3）输入过流保护当光伏组件串并联连接好后，每个组串接入光伏逆变器直流侧，在进行MPPT扰动后，其输入电流高于逆变器设定的允许的直流最大输入电流时，逆变器(当正在运行时)停止MPPT扰动并发出警示信号。

直流侧电流恢复到逆变器允许的工作范围后，逆变器应能正常启动运行。

（4）输出过电流保护并网逆变器的交流输出侧应设置过流保护。

当检测到电网侧发生短路时，并网逆变器应在0.1s内停止向电网供电，同时发出警示信号。

故障排除后，并网逆变器应能正常工作。

（5）输出短路保护当逆变器输出短路时,应具有短路保护措施。

逆变器短路保护动作时间应不超过0.5s,短路故障排除后,设备应能正常工作。

（6）交直流浪涌保护逆变器应具有防雷保护功能,其防雷器件的技术指标应能保证吸收预期的冲击能量。

（7）防孤岛效应保护并网逆变器应具有可靠而完备的防孤岛保护功能。

并网逆变器通常有被动式或者主动式两种检测方法。

被动式孤岛效应防护：实时检测电网电压的幅值、频率和相位，当电网失电时，会在电网电压的幅值、频率和相位参数上，产生跳变信号，通过检测跳变信号来判断电网是否失电；主动式孤岛效应防护：通过逆变器定时产生小干扰信号, 以观察电网是否受到影响作为判断依据, 如脉冲电流注入法、输出功率变化检测法、主动频率偏移法和滑模频率偏移法等，当电网有电时，该扰动对电网电压的频率没有任何影响，当电网失电时，该扰动将会引起电网电压频率发生较大变化，从而判断电网是否失电。

多逆变器并网稳定性分析多逆变器并网稳定性分析摘要：随着光伏、风力发电等新能源的广泛应用，对电力系统的要求也越来越高。

而多逆变器并网系统作为新能源并网的核心部分，其并网稳定性成为了研究的焦点。

本文主要从多逆变器并网系统的基本原理、稳定性问题的来源和解决方法三个方面进行探讨和分析。

关键词：多逆变器并网系统、稳定性、控制策略1. 前言随着新能源的飞速发展，除了消除对环境带来的污染之外，更是无可替代的能源。

而伴随着新能源的不断涌入，电力系统中出现了越来越多的分布式能源。

分布式能源将对电力系统带来很大的冲击，对电力系统的运行和稳定性提出了更高的要求。

多逆变器并网系统作为分布式能源并网的核心部分，其稳定性成为了研究的焦点。

2. 多逆变器并网系统的基本原理逆变器是指将直流电转化为交流电的装置。

而多逆变器并网系统是指将多个逆变器连接在一起，形成一个实时反馈的网络。

在多逆变器并网系统中，系统的输出电压和频率都受到多个逆变器的影响，每个逆变器将影响系统的输出质量和稳定性。

因此，如何提高多逆变器并网系统的稳定性是一个重要的研究方向。

3. 稳定性问题的来源3.1 相位和幅度偏差在多逆变器并网系统中，多个逆变器的输出电压和频率都会受到电网电压和频率的影响。

当电网电压和频率发生变化时，逆变器的输出电压和频率也会发生相应的变化。

如果这种变化超出了一定的范围，就会导致相位和幅度的偏差，造成系统的不稳定。

3.2 无功功率的控制在并网系统中，除了输入有功功率外，还需要输出一定的无功功率。

无论是过多还是过少的无功功率都会影响系统的稳定性，因此必须控制好无功功率的输出。

如果多个逆变器的输出不协调，就会导致无功功率的控制失控，从而影响系统的稳定性。

3.3 逆变器的等效电路在多逆变器并网系统中，每个逆变器都有一个电路等效模型。

在并网过程中，多个逆变器的等效电路相互影响，超前或滞后的反馈信号都会对系统的稳定性产生影响。

因此，逆变器等效电路的建模和控制是保证系统稳定性的一个重要因素。

《基于光伏发电预测的并网逆变器设计与实现》篇一一、引言随着全球能源结构的转变，可再生能源的利用日益受到重视。

其中，光伏发电作为绿色能源的重要组成部分，已逐渐成为解决能源危机和环境污染问题的重要途径。

然而，光伏发电的出力受气候、温度等外部因素影响较大，如何有效管理和优化这一分布式电源，并将其稳定地接入电网，成为了研究的热点。

为此，本文提出了基于光伏发电预测的并网逆变器设计与实现方案。

二、光伏发电预测技术光伏发电预测是并网逆变器设计的基础。

通过收集历史气象数据、光照强度、温度等数据，结合机器学习算法，可以对未来一段时间内的光伏发电出力进行预测。

预测模型应具备较高的准确性和实时性，以便为并网逆变器的控制策略提供依据。

三、并网逆变器设计1. 硬件设计并网逆变器的硬件设计主要包括主电路、控制电路和保护电路。

主电路采用全桥拓扑结构，以提高逆变效率；控制电路采用数字信号处理器（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA）等高性能芯片，实现快速、准确的控制；保护电路则包括过流、过压、欠压等保护功能，确保系统安全稳定运行。

2. 控制策略设计控制策略是并网逆变器的核心。

根据光伏发电预测结果，结合电网电压、频率等参数，制定合理的控制策略。

在光伏发电出力较高时，通过调整逆变器的输出功率，实现与电网的平稳并网；在光伏发电出力较低或不稳定时，通过调整逆变器的运行模式，保证电网的稳定性和供电质量。

四、实现过程在硬件设计和控制策略设计的基础上，进行并网逆变器的实现。

首先，根据设计要求制作电路板、安装元器件；其次，编写控制程序，实现逆变器的智能控制；最后，进行系统调试和性能测试，确保并网逆变器满足设计要求。

五、实验与结果分析为了验证并网逆变器的性能，进行了实际运行实验。

实验结果表明，该并网逆变器具有较高的转换效率和稳定性。

在光伏发电出力预测准确的情况下，能够实时调整输出功率，实现与电网的平稳并网。

在面对外部因素干扰时，该并网逆变器能够快速响应，保证电网的稳定性和供电质量。

光伏发电并网稳定性问题及解决方案第一部分光伏发电并网基础介绍 (2)第二部分并网稳定性问题概述 (5)第三部分电压波动问题及影响 (8)第四部分电流谐波问题及影响 (12)第五部分电能质量问题及影响 (15)第六部分解决方案：动态无功补偿 (18)第七部分解决方案：有源电力滤波器 (21)第八部分智能控制策略的应用 (23)第一部分光伏发电并网基础介绍光伏发电并网基础介绍2光伏发电系统概述光伏发电是利用太阳能电池将太阳辐射转换为电能的发电方式。

在光伏发电系统中，太阳能电池组件通过逆变器、汇流箱等设备与电网相连，实现电能的生产和输送。

3光伏发电系统的组成典型的光伏发电系统主要由以下几个部分组成：3太阳能电池组件：太阳能电池组件是光伏发电系统的核心部分，负责将太阳能转化为直流电。

4逆变器：逆变器是一种电力电子设备，负责将太阳能电池组件产生的直流电转换为可以并入电网的交流电。

5汇流箱：汇流箱用于汇集多个太阳能电池组件产生的电流，并进行电压调节和保护。

6监控系统：监控系统对整个光伏发电系统的工作状态进行实时监测和数据采集，以便于管理和维护。

7并网接口设备：并网接口设备包括断路器、隔离开关、计量装置等，用于保证光伏发电系统安全稳定地并入电网。

4光伏发电并网标准为了确保光伏发电系统能够顺利并入电网，国家和地区制定了相应的并网标准和技术规定。

例如，中国的《分布式电源接入配电网技术规定》和《光伏发电接入电力系统技术规定》等文件对光伏发电并网的技术要求进行了明确的规定。

5光伏发电并网稳定性问题尽管光伏发电具有清洁、可再生等优点，但在并网过程中仍然存在一些稳定性问题，主要包括以下几点：4输出功率波动：由于太阳能受天气和季节等因素影响较大，导致光伏发电输出功率不稳定，可能对电网造成冲击。

5频率调节能力有限：光伏发电系统不能像传统火电机组那样通过调整自身的出力来维持电网频率稳定。

6电压调节能力不足：当光伏发电系统并网时，可能会引起局部电网电压波动，从而影响供电质量。

三相光伏并网逆变器的研制及并网控制策略研究的开题报告1. 研究背景随着能源需求的增加和环境问题的日益突出，光伏发电系统已成为可再生能源领域的重要研究对象。

光伏发电系统包括光伏阵列和光伏逆变器两个部分，其中光伏逆变器是实现太阳能直流发电与交流电网连接的核心设备之一。

目前常见的光伏逆变器为单相逆变器，然而在大功率应用场景下，为实现更高的效率和可靠性，研究三相光伏并网逆变器是十分必要和迫切的。

另外，针对光伏并网逆变器的并网控制策略也是应对新能源电力系统日益增多、分布式发电不断增加的关键技术。

优秀并网控制策略能够提高光伏发电系统的输出功率，增强系统的可靠性以及提高系统响应速度。

2. 研究目标本研究目的是研制一款高效稳定的三相光伏并网逆变器，并研究相应的并网控制策略。

具体目标如下：（1）研制一款基于硬件控制器的三相光伏并网逆变器，实现高效、稳定的电力转换。

（2）针对光伏发电系统的特点，在建立三相逆变拓扑电路的基础上，优化控制算法，提高光伏逆变器的性能以及稳定性。

（3）针对并网控制问题，研究一种有效的控制策略，提高光伏发电系统的输出功率和响应速度，以及增强系统的可靠性。

3. 研究内容和方法（1）硬件设计：利用硬件控制器设计三相光伏并网逆变器电路，包括逆变器拓扑结构和控制电路。

（2）控制算法设计：在硬件基础上，根据光伏发电系统特点，设计合适的控制算法以保证逆变器的稳定运行。

（3）并网控制策略研究：研究并网控制问题，包括功率控制、电压、电流控制等方面，设计适应于光伏发电系统的并网控制策略。

（4）实验验证：通过实验验证所研制的三相光伏并网逆变器的稳定性和效能，以及并网控制策略的有效性。

4. 预期成果（1）研制一款高效、稳定的三相光伏并网逆变器。

（2）优化光伏发电系统控制算法，提高系统的性能和稳定性。

（3）设计一种适应于光伏发电系统的并网控制策略。

5. 研究意义本研究的成果对于提升光伏发电系统的性能和稳定性，提高系统的输出功率和响应速度，保障光伏发电的质量与稳定性，具有十分重要的意义。

《太阳能光伏并网发电系统的研究》篇一一、引言随着全球能源需求的不断增长和传统能源的日益枯竭，可再生能源的研究和开发变得越来越重要。

太阳能作为一种清洁、无污染、可再生的能源，具有巨大的发展潜力和应用前景。

而太阳能光伏并网发电系统则是利用太阳能进行发电并接入电网的重要方式。

本文将对太阳能光伏并网发电系统的研究进行深入探讨。

二、太阳能光伏并网发电系统的基本原理与构成太阳能光伏并网发电系统主要由太阳能电池板、逆变器、支架、电缆等构成。

其中，太阳能电池板是系统的核心部分，能够将太阳光转化为直流电。

逆变器则将直流电转换为交流电，以便接入电网。

支架用于固定太阳能电池板，电缆则用于连接各个部分。

三、太阳能光伏并网发电系统的研究现状目前，国内外对太阳能光伏并网发电系统的研究主要集中在提高系统效率、降低成本、优化设计等方面。

在提高系统效率方面，研究人员通过改进太阳能电池板的材料和结构，提高其光电转换效率。

同时，优化逆变器的设计，减小能量损耗，提高系统的整体效率。

在降低成本方面，研究人员通过采用大规模生产、提高材料利用率等手段，降低系统成本，提高其市场竞争力。

此外，还有研究集中在如何将太阳能光伏与风能等其他可再生能源进行联合发电，以实现更高效的能源利用。

四、太阳能光伏并网发电系统的关键技术问题在太阳能光伏并网发电系统的研究中，关键技术问题主要包括：1. 高效能太阳能电池板的研发：如何进一步提高太阳能电池板的光电转换效率，降低其制造成本。

2. 逆变器的优化设计：如何优化逆变器的设计，减小能量损耗，提高系统的整体效率。

3. 系统的稳定性和可靠性：如何保证系统在各种环境条件下都能稳定运行，确保其可靠性和耐用性。

4. 电网接入和孤岛效应：如何实现系统与电网的顺利接入，以及如何避免孤岛效应对电网和系统本身的影响。

五、未来发展趋势与展望未来，太阳能光伏并网发电系统将朝着高效率、低成本、智能化的方向发展。

随着新材料、新技术的不断应用，太阳能电池板的光电转换效率将进一步提高，系统成本将进一步降低。