抗PID效应的多模块电站型光伏的设计与实现

发布时间：2017-07-19 16:08

  本文关键词：抗PID效应的多模块电站型光伏的设计与实现

  更多相关文章： PID效应 多模块 光伏逆变器 发电量 投资收益

【摘要】：随着新能源产业的不断发展,大型光伏发电站建设越来越多,其中核心设备——电站级光伏逆变器的应用也越来越多。设计更加智能、可靠,符合用户需求的高效光伏逆变器是行业目前正在探索研究的重点。本文结合当前国内不少大型光伏电站投运后不久就出现的光伏组件发电量衰减的问题[1],提出了一种创新的光伏电站级逆变器的拓扑结构,并且在逆变器中集成了抗组件PID(Potential-induced degradation)功能,大大降低了光伏电站的发电量衰减概率,大大提高了光伏电站的系统发电量,有效提高了业主的光伏电站投资收益。为了实现光伏逆变器以上的设计功能,本文主要在以下方面进行了研究:(1)研究了国内外知名光伏逆变器研发企业、机构关于电站型光伏逆变器的技术资料,分析国内光伏逆变器行业近年的发展演变过程,收集了多种目前主流的逆变器拓扑结构并加以分析总结,并提出了大型电站级光伏逆变器今后可能的拓扑方案趋势发展。(2)着重分析了多模块型电站级光伏逆变器的拓扑优势,从理论上阐述多模块逆变器在发电量、系统转换效率、综合可靠性等方面的优缺点。(3)研究了多模块型电站级光伏逆变器在实际运行中系统谐振控制、环流控制等多项关键技术难题的解决方法,有效的在实际工程运用中实现了对系统谐振和环流的有效控制[2]。(4)研究了国内大型光伏电站的运行发电情况,统计多个电站由于组件PID效应造成的发电量损失情况。进一步研究了造成组件PID效应的深层原因,从理论分析抑制组件PID效应的方法,在逆变器中通过软硬件结合的方法实现了抗组件PID效应功能。(5)通过多个光伏电站的实际运用情况的数据统计,抗PID效应的多模块电站级光伏逆变器以其优越的发电量及高可靠性,预防并抑制了光伏电站组件的PID效应,有效提高了用户投资收益,成功完成了本次研究的内容。本文实现的抗PID效应的多模块电站级逆变器是光伏智慧电站探索的第一步,把重点放在提高发电量和抑制组件PID效应上,从用户角度和客户需求出发,以提高投资回报比为核心目标,具有很高的实际批量应用及推广价值。
【关键词】：PID效应 多模块 光伏逆变器 发电量 投资收益
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM615;TM464
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.2.1 国外现状12
• 1.2.2 国内现状12-14
• 1.3 研究目的和意义14-15
• 1.4 研究内容15-16
• 1.5 论文组织结构16-17
• 1.6 本章小结17-18
• 第二章 系统需求分析18-26
• 2.1 光伏逆变器的基本原理18
• 2.2 系统功能需求18-20
• 2.3 系统资源需求20-25
• 2.3.1 硬件需求20-23
• 2.3.2 抗PID功能需求23-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 总体设计26-34
• 3.1 系统拓扑设计26-30
• 3.2 系统功能模块划分30-32
• 3.2.1 最大功率跟踪模块（MPPT模块）30-31
• 3.2.2 并网发电模块31
• 3.2.3 孤岛检测模块31
• 3.2.4 故障检测模块31-32
• 3.2.5 对外通信模块32
• 3.2.6 PID智能抑制模块32
• 3.3 本章小结32-34
• 第四章 软件系统设计及仿真34-48
• 4.1 软件架构整体设计34
• 4.2 分模块控制系统软件设计34-42
• 4.2.1 MPPT跟踪模块设计35-38
• 4.2.2 并网发电模块设计38-39
• 4.2.3 故障诊断模块设计39-41
• 4.2.4 PID抑制模块设计41
• 4.2.5 状态机模块设计41-42
• 4.3 对外通信模块设计42-43
• 4.4 软件系统仿真43-47
• 4.4.1 软件总体仿真结构43-44
• 4.4.2 系统整体仿真模块框图44-45
• 4.4.3 软件仿真结果45-47
• 4.5 本章小结47-48
• 第五章 硬件设计及仿真实验验证48-59
• 5.1 硬件系统设计48-49
• 5.2 关键电气选型49-50
• 5.2.1 交流塑壳断路器49
• 5.2.2 避雷器49
• 5.2.3 交流EMI滤波器49-50
• 5.3 仿真分析50-54
• 5.3.1 功率器件损耗仿真50-51
• 5.3.2 功率单元散热仿真51-54
• 5.4 实验验证54-58
• 5.4.1 实验台搭建54-55
• 5.4.2 实验条件及实验方案55-56
• 5.4.3 实验步骤56-57
• 5.4.4 实验结果及结论57-58
• 5.5 本章小结58-59
• 第六章抗PID功能模块的设计59-61
• 6.1 设计思路59
• 6.2 硬件设计59-60
• 6.3 软件设计60
• 6.4 本章小结60-61
• 第七章 主要的创新点及关键技术突破61-66
• 7.1 基于多峰值和功率震荡的MPPT跟踪算法61-63
• 7.2 SVD矢量空间不连续调制控制技术63-64
• 7.3 并联谐振抑制技术64
• 7.4 夜间SVG补偿功能64-65
• 7.5 本章小结65-66
• 第八章产品的现场实际运行情况分析66-73
• 8.1 多模块方案PR值分析66-67
• 8.2 逆变器现场运行数据分析67-72
• 8.2.1 宁夏石嘴山 10MW光伏电站67-68
• 8.2.2 江苏泗阳 6MW光伏电站68-69
• 8.2.3 龙羊峡水光互补 320MW光伏电站69-72
• 8.3 本章小结72-73
• 第九章 全文总结及展望73-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-77

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本文编号：563689