《基於串聯直流母線的新型光伏併網結構及其控制技術》是依託浙江大學，由陳敏擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於串聯直流母線的新型光伏併網結構及其控制技術
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：陳敏
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在光伏併網發電系統的結構類型中，串聯直流母線結構由於其具有效率高、成本低、擴展性好的優點，是光伏發電技術未來非常重要的發展方向。本申請擬對串聯型的微型變換器與串聯直流母線結構及其穩定系統控制技術開展研究工作。具體研究包括：串聯型微型逆變器拓撲及其控制技術，分析拓撲輸入輸出阻抗特性對於光伏電池及直流母線的影響，研究有效地控制策略避免串聯模組之間的失配現象，建立系統的有效模型；串聯直流母線系統結構的穩定控制技術，合理配置系統中各模組的輸出電壓與容量，建立串聯變換器模組協同工作及其控制的運行模型，研究模組間的相互影響；串聯直流母線結構的容錯控制技術與擴容控制技術，保證系統對於模組故障的容錯能力，保證光伏系統的安全運行。本項目的研究對於我國未來的光伏技術，特別是建築光伏技術的發展具有重要的理論價值與實際意義。
結題摘要
發展以光伏為代表的綠色新能源產業，是解決環境污染問題，維持人類社會可持續發展的重要手段。基於串聯直流母線的光伏併網系統是近年來學術界和工業界的研究熱點之一，設備的模組化有利於安裝、調試及與光伏組件的集成，組件級別的最大功率點跟蹤有效解決組件不匹配問題，滿足分散式光伏併網系統的要求，低變壓比使得系統效率得以進一步提高，易於容錯和擴容為系統帶來了靈活性的優點。 在本項目的開展過程中，我們對串聯直流母線系統的兩級電力電子設備——功率最佳化器和集中式逆變器以及系統的控制策略都進行了深入的分析研究，探討了功率最佳化器拓撲的選取方法、控制技術以及最佳化器串聯情況下的相互影響，並提出了通過控制環路抑制直流母線100Hz電壓紋波的方法，提高了系統的穩定性和套用範圍；通過對非隔離型併網系統共模電流的分析，選取了可以有效抑制共模電流的集中式逆變器拓撲，並提出了改進後的交錯並聯雙Buck併網逆變拓撲；在對逆變器傳統控制方法研究的基礎上，針對光伏的套用對象，提出了電壓環紋波補償的控制方法，可有效減小直流母線電容並降低併網電流THD；在功率模組搭建的基礎上，項目組提出了一種系統穩定控制策略及啟動、保護策略，解決了系統穩定啟動的問題，提高系統的可靠性，且無需通訊系統，降低了成本；在穩定控制策略的前提下，分析了環境因素對直流母線電壓及串聯模組數量選擇的影響，為仿真及實驗平台的搭建提供理論指導；針對最佳化現有集中式光伏併網系統的套用需求，分析及驗證了逆變器帶有MPPT模組時系統的穩定性及高效性，在此基礎上提出了部分接入功率最佳化器的串聯最佳化器併網系統結構，在有效提高系統輸出功率的同時降低了成本。 在理論分析與創新的基礎上，項目組搭建了基於Plecs的仿真平台，設計並調試完成了基於DSP控制的實驗平台，實現了系統功能，驗證理論分析結果。 隨著項目的深入開展，項目組取得了豐碩的研究成果，發表了一批高質量的論文，其中包括兩篇電力電子領域頂級期刊的論文，多篇會議論文；並申請與授權了多項發明專利，其中的2項專利權與2項專利申請權已經轉讓企業，即將進入產業化套用階段。
