基于微网理念的光伏变流器系统设计-solarbe文库

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基于微网理念的光伏变流器系统设计并网发电是光伏发电的有效利用方式之一。目前并网发电系统当外部主电网故障或检修时，需要防止孤岛效应产生，常用措施是切除并网系统，停止其发电，但会造成一定的浪费。随着生活水平的提高，人们对供电稳定性也提出了更高的要求。微电网是一种由负荷和微型电源组成的系统，其内部电源主要由电力电子器件负责能量转换，并提供必要控制。微电网相对于外部大电网表现为单一的受控单元，并可同时满足用户对电能质量和供电安全等方面要求，并且微电网能与外部电网脱离，独立运行。本文结合微电网理念，设计一个光伏变流器，构建一个小型系统。当外部电网正常时，变流器工作于并网模式；当外部电网故障时，该系统和外部电网脱离，变流器工作于离网模式，并结合蓄电池继续对重要负载供电。 1 系统原理 1． 1 系统结构系统结构框图如图 1 所示。该系统结构主要由太阳能光伏池板阵列、蓄电池组及其管理系统、光伏变流器、电能计量单元以及重要负载 5 部分组成。光伏池板经过串并联后形成 25 kWp ，开路电压为 500V 的太阳能电池阵列。蓄电池选用 50kW-h 锂电池，并且带有电池管理系统。逆变器是整个系统核心和主控单元，设计额定输出功率为 25kW 。电能计量单元能够实时检测电网和系统之间的功率流向以及接口处电压相位和频率，为并网离网切换提供信息依据。光伏变流器主电路拓扑主要分 2 部分，前级为 2 个并联在直流母线上的双向 DC-DC 电路，后级为三相全桥 DC-AC 逆变电路。两级之间通过大电容解耦。双向 DC-DC 电路作用主要有维持中间电压稳定，另外光伏池板侧的 DC- DC 电路同时实现光伏池板的最大功率跟踪功能，蓄电池侧的 DC-DC 电路同时能实现蓄电池的充电功能。变流器三相逆变输出通过 LC 滤波，经过三相工频