光照不均时独立输入串联输出型光伏直流汇集系统分层优化MPPT控制策略

发布时间：2021-04-09 00:57

　　为了解决独立输入串联输出型光伏直流汇集系统在光照不均时的过压问题和最大功率点跟踪（maximum powerpointtracking,MPPT）控制失效问题,提出一种分层优化MPPT控制策略,该策略通过判断和切换DC-DC变流器的运行模式,协调交流网侧模块化多电平变流器（multiple modular converter, MMC）在一定运行范围内灵活地调节直流母线电压,实现光伏侧DC-DC变流器和网侧逆变器的分层控制。最后,在MATLAB/Simulink中通过3个模块级联的光伏直流汇集系统仿真验证了该策略的有效性。研究结果表明:所提控制策略在多种光照不均衡的工况下可实现模块间的功率优化配置,提升整个光伏系统的送出功率。研究结果可为光伏直流汇集系统的稳定运行和功率优化提供一定的理论依据。 

【文章来源】：高电压技术. 2020,46(10)北大核心EICSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

Udr恒为60kV时的直流母线电压和DC-DC输出电压波形

独立输入串联输出型光伏直流汇集系统拓扑Fig.1Topologyoftheinputseriesoutputtypephotovoltaic

iin为第n个光伏阵列PVn的输出电压和输出电流，uon为变流器的输出电压，Cn为稳压电容，Ud为直流母线电压，io为并网电流。输入侧光伏阵列和隔离型变流器组成光伏发电单元，多个光伏发电单元通过串联来提高输出电压，以达到电网的电压等级要求，再经MMC逆变后接入交流电网。DC-DC变流器采用隔离升压全桥变流器(boostfullbridgeisolatedconverter，BFBIC)，该变流器具有铁芯双向磁化、利用率高、成本较低等特点，能够满足系统建模的需求[16-17]。BFBIC拓扑如图2所示，由输入储能电感L、全桥逆变电路(由开关器件S1—S4构成)、隔离升压变压器T、全桥整流器、输出滤波电容Co和负载RL组成，nT为变压器变比，Ui、Uo分别为输入、输出电压。其中，Sc和Cc构成有源钳位电路，用来实现软开关功能。在BFBIC逆变侧一个开关周期内，若开关管S1—S4占空比D<0.5，直流侧向电感和负载传输电图1独立输入串联输出型光伏直流汇集系统拓扑Fig.1TopologyoftheinputseriesoutputtypephotovoltaicDCcollectionsystem图2全桥变流器BFBIC拓扑图Fig.2Topologyoffull-bridgeconverterBFBIC能时，桥臂开关管和钳位开关管同时关断，电感电能没有释放回路，则在下一时刻开关管开通或关断瞬间，桥臂开关管将承受较大的电压应力，产生较大的电压尖峰，该情况下开关管电压波形如图3所示。所以，应限制开关管S1—S4的占空比D>0.5。MMC拓扑结构如图4所示，三相MMC共6个桥臂，每一相由上下2个桥臂构成，每个桥臂由n个半桥子模块(SM)与一个桥臂电抗器Ls串联?


本文编号：3126598