為了解決獨立輸入串聯(lián)輸出型光伏直流匯集系統(tǒng)在光照不均時的過壓問題和最大功率點跟蹤（maximum powerpointtracking,MPPT）控制失效問題,提出一種分層優(yōu)化MPPT控制策略,該策略通過判斷和切換DC-DC變流器的運行模式,協(xié)調(diào)交流網(wǎng)側(cè)模塊化多電平變流器（multiple modular converter, MMC）在一定運行范圍內(nèi)靈活地調(diào)節(jié)直流母線電壓,實現(xiàn)光伏側(cè)DC-DC變流器和網(wǎng)側(cè)逆變器的分層控制。最后,在MATLAB/Simulink中通過3個模塊級聯(lián)的光伏直流匯集系統(tǒng)仿真驗證了該策略的有效性。研究結(jié)果表明:所提控制策略在多種光照不均衡的工況下可實現(xiàn)模塊間的功率優(yōu)化配置,提升整個光伏系統(tǒng)的送出功率。研究結(jié)果可為光伏直流匯集系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和功率優(yōu)化提供一定的理論依據(jù)。 

【文章來源】：高電壓技術(shù). 2020,46(10)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

Udr恒為60kV時的直流母線電壓和DC-DC輸出電壓波形

獨立輸入串聯(lián)輸出型光伏直流匯集系統(tǒng)拓?fù)銯ig.1Topologyoftheinputseriesoutputtypephotovoltaic

iin為第n個光伏陣列PVn的輸出電壓和輸出電流，uon為變流器的輸出電壓，Cn為穩(wěn)壓電容，Ud為直流母線電壓，io為并網(wǎng)電流。輸入側(cè)光伏陣列和隔離型變流器組成光伏發(fā)電單元，多個光伏發(fā)電單元通過串聯(lián)來提高輸出電壓，以達(dá)到電網(wǎng)的電壓等級要求，再經(jīng)MMC逆變后接入交流電網(wǎng)。DC-DC變流器采用隔離升壓全橋變流器(boostfullbridgeisolatedconverter，BFBIC)，該變流器具有鐵芯雙向磁化、利用率高、成本較低等特點，能夠滿足系統(tǒng)建模的需求[16-17]。BFBIC拓?fù)淙鐖D2所示，由輸入儲能電感L、全橋逆變電路(由開關(guān)器件S1—S4構(gòu)成)、隔離升壓變壓器T、全橋整流器、輸出濾波電容Co和負(fù)載RL組成，nT為變壓器變比，Ui、Uo分別為輸入、輸出電壓。其中，Sc和Cc構(gòu)成有源鉗位電路，用來實現(xiàn)軟開關(guān)功能。在BFBIC逆變側(cè)一個開關(guān)周期內(nèi)，若開關(guān)管S1—S4占空比D<0.5，直流側(cè)向電感和負(fù)載傳輸電圖1獨立輸入串聯(lián)輸出型光伏直流匯集系統(tǒng)拓?fù)銯ig.1TopologyoftheinputseriesoutputtypephotovoltaicDCcollectionsystem圖2全橋變流器BFBIC拓?fù)鋱DFig.2Topologyoffull-bridgeconverterBFBIC能時，橋臂開關(guān)管和鉗位開關(guān)管同時關(guān)斷，電感電能沒有釋放回路，則在下一時刻開關(guān)管開通或關(guān)斷瞬間，橋臂開關(guān)管將承受較大的電壓應(yīng)力，產(chǎn)生較大的電壓尖峰，該情況下開關(guān)管電壓波形如圖3所示。所以，應(yīng)限制開關(guān)管S1—S4的占空比D>0.5。MMC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4所示，三相MMC共6個橋臂，每一相由上下2個橋臂構(gòu)成，每個橋臂由n個半橋子模塊(SM)與一個橋臂電抗器Ls串聯(lián)?


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