逆变器论文研究的方向

能源是社会发展的重要推动力,随着以太阳能、风能为代表的可再生能源被开发利用,分布式电源和微电网在配电网中的渗透率逐年升高,造成电力系统惯性下降,影响到电网的稳定运行。逆变器作为分布式电源和微电网与电网之间的接口和纽带,在维护系统稳定方面起着至关重要的作用,因此有必要研究逆变器控制来应对上述问题。本文主要对微网逆变器的虚拟同步发电机控制进行研究。首先,介绍了课题的研究背景与意义,对逆变器常用的控制策略进行了介绍,表明了虚拟同步发电机在增强惯性方面的优势。介绍了VSG的数学模型和基本工作原理,分析了转动惯量和阻尼系数对VSG在孤网和并网下的功频特性的影响,建立了小信号模型并进行了稳定性分析,给出了一种可以准确、快速获取控制参数的方法。仿真实现了VSG在孤网和并网下的稳定运行,并且具备惯性和下垂特性,表明了理论的正确性。其次,研究了基于VSG的光储发电系统协调控制策略,对光伏和蓄电池的控制原理进行了介绍。根据光伏、储能、直流母线和并网逆变器之间的功率平衡关系,进行能量管理,利用储能蓄电池对光伏的补充,为VSG提供惯性支撑。VSG根据蓄电池SOC调整功率输出进行限值保护。对VSG运行所需的储能配备进行了定量分析。仿真对上述控制方法进行了验证。再次,针对VSG面临的并网切换问题,改进虚拟同步发电机进行并网预同步。有功环引入积分控制,实现二次调频,并利用根轨迹和伯德图进行改进后的稳定性分析,无功环引入电压反馈校正实现二次调压,相角采用电压定向矢量技术进行相位追踪,进而实现无缝切换。为优化频率和有功功率响应,根据VSG功角特性曲线,分析了转动惯量和频率变化之间的关系,提出一种VSG自适应转动惯量控制方法。仿真验证了所提方法的正确性。最后,搭建了以DSP320F2812为控制核心的VSG硬件实验平台,包括对主电路和采样、调理、保护、驱动等控制系统的设计,在软件上进行VSG控制所需的主程序和包括中断程序、AD采样、定时中断等子程序在内的程序编写与调试。在此基础上进行逆变器控制完成VSG实验研究,结果证明了所提控制的正确性。

当前， 随着化石能源消耗的不断增长和地球生态环境的日益恶化,世界各国都在积极寻找一种可持续发展且对生态环境无污染的新能源。太阳能作为一种高效无污染的新能源,已成为了当今能源结构中一个重要的组成部分。光伏并网发电技术已成为太阳能光电应用的主流。本文以光伏并网发电系统为研究对象,对其进行了详细的分析和研究。首先,本文介绍了课题的研究背景、研究意义、光伏发电的现状与发展情况。并提出了保证光伏并网发电系统正常运行所需的关键技术问题。其次,根据太阳能电池的工作原理分析其工作特性并建立数学模型。逐章对光伏并网发电系统的各种关键技术问题进行了详细的分析与研究,提出具有针对性的解决方案。介绍了最大功率点跟踪原理以及目前常用的几种跟踪方法,通过对这几种常用控制方法的研究对比找出其运行中存在的优缺点,提出了基于模糊／PID双模态的MPPT跟踪方法。对光伏并网发电系统的孤岛检测问题进行了较为深入的理论分析和研究,提出基于周期性双向扰动正反馈有源频率漂移法的孤岛主动检测方法,以提高电力终端电网的安全性和供电的可靠性

阳能逆变器国内外市场现状前几年,随着西班牙、德国、美国、日本对本国光伏产业的政策扶持,全球光伏发电逆变器的销售额逐年递增,光伏发电用逆变器进入了一个快速增长的阶段。但目前全球光伏逆变器市场基本被国际几大巨头瓜分,欧洲是全球光伏市场的先驱,具备完善的光伏产业链,光伏逆变器技术处于世界领先地位。SMA 是全球最早也是最大的光伏逆变器生产企业(德国市场占有率达 50%以上),约占全球市场份额的三分之一,第二位是 Fronius。全球前七位的生产企业占领了近 70%的市场份额。金融危机以后,美国、意大利市场迅猛发展,尤其是美国市场,奥巴马政府上台以后,发展速度非常之快,将取代德国成为世界上最大的光伏逆变器消费市场。目前国内光伏并网逆变器市场规模较小,国内生产逆变器的厂商众多,但专门用于光伏发电系统的逆变器制造商并不多,但是不少国内企业已经在逆变器行业研究多年,已经具备一定的规模和竞争力,但在逆变器技术质量、规模上与国外企业仍具有较大差距。目前具有较大规模的厂商有合肥阳光、北京科诺伟业、北京索英、志诚冠军、南京冠亚、上海英伟力新能源科技有限公司等企业。目前这些企业用于光伏系统的产量呈逐年上升的趋势。国内市场规模虽然较小,但未来光伏电站市场的巨大市场发展空间和发展潜力给国内企业带来发展的历史机遇。目前国内光伏逆变器主要被阳光电源、艾思玛、KACO 等品牌所占领,国外企业多数通过18代理渠道进入国内市场,由于售后服务提供难度大整体市场占有率不高。2008 年统计数字显示,合肥阳光电源公司占据 70%以上的光伏逆变器市场份额,国内重点光伏项目大功率产品几乎全部选用国内产品。从技术方面来看,国内企业在转换效率、结构工艺、智能化程度、稳定性等方面与国外先进水平仍有一定差距,目前我国在小功率逆变器技术上与国外处于同一水平,在大功率并网逆变器上,大功率并网逆变器仍需进一步提高和发展。 国内外发展趋势太阳能逆变器未来的发展趋势将朝着转换效率高、性能稳定、并网型逆变器为主流的方向发展。(1)转换效率高随着太阳能逆变器技术的不断发展,转换效率持续上升,由过去90-92%上升到 98%以上,未来的目标是要达到 99%以上。因此,转换效率提高是太阳能逆变器未来发展趋势之一。(2)性能稳定性能稳定是系统运营商在选用逆变器中越来越重视的要素,太阳能逆变器产品的各项特性,包括可靠度、耐用度、安装的简易与便利、并网是否安全等都是系统运营商重点考虑的范围,因此,要求太阳能逆变器的性能稳定是必然趋势。(3)逆变器以并网型为主流从技术层面来讲,并网型逆变器朝着高频化、高效率、高功率密度、高可靠性和高度智能化是未来的发展方向。