[01135796]光伏并网发电系统关键技术

1.任务来源：山东省自主创新工程计划,“太阳能并网发电系统关键技术研究及其应用”（2006ZZ11）。 2.应用领域和技术原理：光伏并网发电系统是将光伏电池阵列所输出的直流电转换成交流电注入公用电网的设备,并符合有关标准,属于可再生能源并网发电利用领域。本系统具有功率变换效率高、电流谐波含量低、节能减排效果明显,功能齐全、安全可靠等优势。目前,已广泛应用于家庭（屋顶工程）、大型电站、大型光伏建筑工程等领域。 3.性能指标： 高频隔离升压DC/DC变换器 高性能光伏并网逆变器 最大效率 95% 最大效率 98.7% MPPT电压范围 180～350V（DC）并网电流THD 2.8% 输出电压范围 0～700VDC 功率因数 0.9滞后～0.9超前 输出电压纹波 小于1% MPPT跟踪效率 99.9% 4.与国内外同类技术比较： 目前,大部分光伏并网发电逆变器主要存在轻载时发电效率低、并网电流谐波含量大、光伏阵列发电最大功率点跟踪没有考虑多峰问题、并网逆变器功能单一、阴天或夜晚不工作等问题。本项目采用最优空间矢量电流控制技术,提高了并网电流质量;提出了基于支持向量机的光伏阵列建模方法和动态优化控制策略,提高了阴影遮挡情况下大规模光伏阵列的发电效率;设计了基于功率预测的变步长最大功率跟踪算法,减少了系统误判,提高了跟踪速度和发电转化率;提出了基于负荷特性的并网发电与谐波补偿控制策略,提高了并网变换器的利用率;设计了三相并网/独立双模式逆变器,尤其是系统独立运行模式即使在三相负载不平衡时人能保证输出电压对称;提出并设计的混合箝位型三电平非隔离光伏并网逆变器,采用两相调制策略,系统效率高,解决了系统漏电流问题。 5.成果的创造性、先进性： 提出了光伏阵列的新型智能建模方法和动态优化控制策略,设计了基于功率预测的变步长最大功率跟踪算法,有效提高了跟踪速度和光伏发电利用效率。 提出了一种高频隔离升压DC/DC变换器拓扑及其全功率范围软开关控制策略,降低了系统成本,提高了效率;设计开发了三相四桥臂和混合箝位型三电平非隔离并网/独立双模式逆变器,有效解决了系统漏电流问题,且保证了三相负载不平衡时的输出电压对称。 提出了基于负荷特性的最佳并网发电与谐波补偿控制策略,提高了公共节点处电网的电能质量;研发了一种基于非线性自适应滤波器的幅值和频率检测方法,解决了电网电压畸变或故障情况下易锁相失败的问题,提高了系统运行的可靠性。 6.技术特点和应用范围 本项目获得多项具有自主知识产权的核心技术,打破国外大容量光伏逆变器在主电路、控制算法等方面的技术壁垒,降低了系统成本。该系统完全可以替代进口产品,减少国家外汇开支,增加社会就业机会。 本项目研发的并网发电系统关键技术及其功率变换系统装置,可以拓展应用到需要并网能量传输的领域,例如风力发电并网系统、通用变频器能量回馈系统、回馈型交流电子负载、电力测功机、应急电源、UPS、通信电源等多个行业多个领域。