基于微网理念的光伏变流器系统设计

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