【摘 要】
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随着全球能源问题的日益凸显,新能源发电已成为市场真正热点。新能源中的太阳能因其取之不尽、清洁环保、安全等优势,赢得世界各国的关注和青睐。目前,在太阳能的众多利用形式中,光伏发电凭借其独特优势成为各国争相探索和研究的重点。光伏逆变器作为光伏发电系统电能转换和系统控制的核心组成部分,其电能转换效率是衡量光伏发电系统性能的重要指标之一。光伏逆变器效率的提升对光伏发电技术的推广及光伏发电系统太阳能利用率的
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随着全球能源问题的日益凸显,新能源发电已成为市场真正热点。新能源中的太阳能因其取之不尽、清洁环保、安全等优势,赢得世界各国的关注和青睐。目前,在太阳能的众多利用形式中,光伏发电凭借其独特优势成为各国争相探索和研究的重点。光伏逆变器作为光伏发电系统电能转换和系统控制的核心组成部分,其电能转换效率是衡量光伏发电系统性能的重要指标之一。光伏逆变器效率的提升对光伏发电技术的推广及光伏发电系统太阳能利用率的提高有着至关重要的作用。因此,本文将拥有高开关频率、低损耗、高冗余等性能优势的Si/SiC混合并联器件应用到光伏逆变器中,并设计出一种自适应效率优化方案。该方案通过优化逆变器的核心元件功率器件,实现光伏逆变器效率进一步提升。论文完成的主要研究工作为以下几点:首先,本文结合集群智能优化算法及Si/SiC混合并联器件的开关特性和损耗模型,设计出一种针对Si/SiC混合并联器件光伏逆变器的自适应效率优化方案。该方案通过集群智能优化算法实时多维优化Si/SiC混合并联器件的关断延时时间,以降低Si/SiC混合并联器件的功率损耗,实现光伏逆变器整体效率的提升。不同集群智能优化算法的理论分析和效率优化性能仿真对比结果表明,布谷鸟搜索算法的效率优化效果最佳。其次,研制出一种新型的基于Si/SiC混合并联器件的光伏逆变器。并且通过搭建光伏逆变器自适应效率优化方案验证实验平台,验证了文中所提自适应效率优化方案的可行性和有效性。相比传统的固定关断延时时间开关策略,自适应效率优化策略可使Si/SiC混合并联器件光伏逆变器的效率提高0.35%以上。最后,研究了Si/SiC混合并联器件光伏逆变器在光-储分布式系统中的应用。以基于Si/SiC混合并联器件的光伏逆变器为核心,结合自适应效率优化策略、改进型下垂控制等控制技术,搭建了基于Si/SiC混合并联器件的光-储分布式系统。并通过光-储分布式系统的离并网应用实验,验证了Si/SiC混合并联器件光伏逆变器在光-储分布式系统中的稳定、高效应用性能。
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