[00819625]一种具有高频环节的光伏并网逆变器

课题来源与背景：现代经济的高速发展导致了能源和环境的危机，这就要求课题组改变对传统能源的依赖，提高可再生能源的开发利用。智能电网被认为是改变电力系统面貌的一种发展模式，分布式能源有着无污染、储量大等诸多优点，其中太阳能发电成为解决能源和环境危机的重要突破方向，是未来清洁能源利用的发展趋势之一。研究目的与意义：由于逆变器能够将直流电能转换成恒压恒频的交流电，供交流负载用电或与交流电网并网发电。因此在公共电网无法保证提供高品质的稳定电源的条件下，并网逆变器不仅能根据电网情况，动态调节有功和无功，还能对电路起保护作用，以及为电池充电、对数据的使用和性能进行存储，跟踪最大功率点控制等，以尽可能提高发电系统效率。然而，由于传统的逆变器多采用低频环节逆变技术，即主要有方波逆变器、阶梯波合成逆变器、正弦脉宽调制SPWM逆变器，因此仍存在以下不足之处：工频变压器体积和重量大、产生的音频噪音大；对于电网电压与负载的波动，动态响应较差；输出电感纹波及谐波较大；工频变压器的体积和逆变器的开关频率无关，只和输出电压的频率有关，导致转换效率较较低。所以加入高频环节，克服了低频环节逆变技术的缺点，显著提高了逆变器的特性。主要论点与论据：用高频变压器替代低频变压器进行能量传输、并实现变流装置的一、二次侧电源之间的电气隔离，从而减小了变压器的体积和重量，降低了音频噪音，此外逆变器还具有变换效率高、输出电压纹波小等优点；通过控制组件实现对逆变器的有效控制，不仅使得逆变器输出电压与电网电压同频同相同幅值、输出电流与电网电压同频同相（功率因数为1），而且使得逆变器的输出能够满足电网的电能质量要求；以尽可能提高光伏系统发电效率；人机接口单元既可与并网逆变器的控制系统通信，还可与上位计算机连接通信，并显示设备运行主要参数和运行状态，并提供人工操作功能与终端监控。创见与创新：该成果在多学科综合与交叉的基础上，研究具有高频环节的光伏并网逆变器，包括逆变器组件，其特征在于：所述逆变器组件主要由高频逆变电路、高频隔离变压器电路、高频整流电路、直流滤波电路、工频逆变电路和输出滤波电路组成；光伏发电组件产生的低压的直流电压源经过高频逆变电路变成高频交流电，高频交流电通过高频隔离变压器电路升成高频交流电，高频交流电经过高频整流电路变成直流电，该直流电通过直流滤波电路滤波后，再经过工频逆变电路逆变成低频交流电，低频交流电通过输出滤波电路后得到所需的工频交流电接至负载和/或交流电网中。社会经济效益：该研究成果基于具有高频环节的光伏并网逆变器。高频环节的引入提高了光伏并网逆变器的效率和工作稳定性，得到了较好的精度和检测稳定性。该研究成果适用于光伏并网应用的逆变器装置和技术，应用安全，可靠性高。