建筑集成光伏系統(tǒng)的有源功率解耦方法研究.pdf

1、建筑集成光伏系統(tǒng)作為交流電網(wǎng)的輔助單元,能提高光伏系統(tǒng)的能效,并改善電網(wǎng)的電能質(zhì)量。在光伏組件向交流電網(wǎng)傳遞能量的過程中,紋波功率的解耦是一項(xiàng)非常重要的技術(shù)。無源功率解耦方案需要采用較大容值的電解電容等器件,影響系統(tǒng)的可靠性。有源解耦方案采用開關(guān)器件與少量的電容以及電感來實(shí)現(xiàn)紋波功率的抑制,此類方案可減少電容的使用量,在體積成本以及可靠性方面具有優(yōu)勢(shì)。
　　本文首先依據(jù)元件復(fù)用型三端口變換器的組成思路,在功率傳輸基本單元的基礎(chǔ)上推

2、演出了一系列可用于功率解耦的交直流三端口變換拓?fù)??？紤]各種光伏系統(tǒng)中逆變器的差異性,與之相適應(yīng)的解耦方案也不同:小功率光伏逆變器的體積成本的要求高,四開關(guān)管型三端口變換拓?fù)溥m合于此應(yīng)用場合;大功率光伏逆變器中,可靠性、通用性是主要考慮的因素,基于直流有源濾波器(DCAPF)的功率解耦方案較為適合;源串聯(lián)Y型交直流三端口變換器中功率解耦單元的電壓低,適合應(yīng)用于光儲(chǔ)混合系統(tǒng)中。
　　本文提出了一種針對(duì)小功率應(yīng)用的四開關(guān)管型三端口變換拓

3、撲的雙電感電流環(huán)的控制策略。解耦電容的電壓帶有直流偏置,其電壓、電流的諧波含量豐富,功率控制較為復(fù)雜。分析拓?fù)涞南到y(tǒng)框圖表明:選擇單個(gè)占空比和占空比之差可獨(dú)立控制兩個(gè)端口的功率。雙電感電流混合控制策略中,控制器容易設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)簡便。在方案中引入多次諧波補(bǔ)償,可達(dá)到更好的功率解耦效果。仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所提出的方案的可行性。
　　為了利用源串聯(lián)Y型交直流三端口變換器作為光儲(chǔ)混合系統(tǒng)中的功率調(diào)節(jié)裝置,本文提出了一種交直流端口直接電流控

4、制策略。雙電感電流控制方案雖然簡單實(shí)用,但直流端口功率的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)性能不理想。直接對(duì)交直流端口進(jìn)行功率控制,動(dòng)穩(wěn)態(tài)性能更為優(yōu)越;同時(shí),該方案不需要額外的功率計(jì)算單元,容易實(shí)現(xiàn)。合理地選擇控制變量使得控制器設(shè)計(jì)更為簡單。仿真結(jié)果驗(yàn)證了理論分析及控制方案的正確性。
　　最后,本文采用了一種基于虛擬電容的控制技術(shù),以改善DCAPF的動(dòng)穩(wěn)態(tài)性能。基于DCAPF的功率解耦方案具有較好的通用性和可靠性,適用于大功率光伏系統(tǒng)。為了減少DCAPF中