光伏中压直流变换器串联系统控制策略研究

作     者：黄欣科 王环 卢俊龙 张新雷 王一波 许洪华 HUANG Xinke;WANG Huan;LU Junlong;ZHANG Xinlei;WANG Yibo;XU Honghua

作者机构：中国科学院电工研究所北京市海淀区100190 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京市石景山区100049 

出 版 物：《电网技术》 (Power System Technology)

年 卷 期：2022年第46卷第6期

页      面：2327-2338页

核心收录：

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：青海省科学技术厅项目(2021-GX-A2) 中国科学院战略性先导科技专项(A类)子课题(XDA21050301) 

主　　题：光伏发电 中压直流汇集 直流串联并网 直流变换器 限电压控制 

摘      要：针对光伏中压直流变换器串联系统中光伏发电单元功率失配导致的变换器输出过电压及功率损失问题,分析了光伏直流变换器串联系统运行特性,推导了限电压控制下串联系统光伏功率损失与光伏发电单元功率不均衡度及变换器输出电压限幅值之间的关系;提出了改进型Boost全桥隔离功率模块拓扑及其调制策略,基于功率模块输入并联输出串联形成模块级联型直流变换器,通过占空比灵活调节,实现直流变换器宽输出电压范围运行,解决直流变换器调压能力不足导致的功率损失问题;针对光伏直流变换器串联系统复杂运行工况,提出了串联系统直流变换器自适应电压分段式控制策略,实现了串联系统直流变换器多模式自适应稳定运行。研制了3kV/80kW功率模块及20kV/500kW光伏中压直流变换器,基于3台直流变换器输出串联实现了光伏中压直流变换器串联升压并网系统实证应用,现场实验结果验证了所提直流变换器拓扑方案的可行性与控制策略的有效性。