能源变换技术教学课件：10 Secession

Secession10太阳能发电技术Homework(1)推挽直流变换器，开关频率为200kHz,Vin=(15-25)V,输出电压V0=120V,额定输出电流为30A,Lf=100uH,如果变压器边比为：N1:N2=1:9,所有器件均为理想，（1)此时占空比的变化范围？(2)如果Vin=20V,此时电感电流的脉动？如果认为变压器原边激磁电感无穷大，原边电流峰值？Homework(2)某半桥变换器如图所示，Vin=800V,输出直流电压：Vo=40V,Io=10A,开关频率f=200kHz,滤波电感Lf=30uH,变压器变比：N2:N1=1:8,所有器件均为理想。（1）求此时的占空比？原边电流峰值？（2）若变压器原边的漏感为20uH,忽略占输出电感电流脉动，此时的占空比为多大？Homework(3)移相全桥控制策略的发展史，特点，和工程应用举例。（查资料IEEE-Explore）ReviewHomework（一）Buckconverter,开关频率100kHz,输入Vin=100V,输出Vo=20V,滤波电感为8uH,Io=10A,vref=2.5V,R3=10k,其它均为理想器件，线路无损耗，电感不饱和。

(1)R4=?(2)锯齿波幅度为5v，此时调制波幅值多高？(3)如果此时Io=8A,此时调制波幅值多高？（2）求下面两个波形的功率因数，输入电压Vin=纯正弦3简述题目比较二极管不控整流，SCR可控整流，Boost型APFC与PWM整流的特点。

(1)相同点(2)不同点。太阳能发电分类光热

(1)槽式；（2）塔式；（3）碟式；

光伏中国太阳能光伏发电西藏“光明工程”，（乡乡通，村村通）2004年9月深圳世博园亚洲最大的1MW并网发电工程奥运工程（鸟巢，国家体育馆）甘肃“敦煌”10MW光伏发电工程青海GW级并网沙漠光伏电站太阳能电池原理及分类太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。晶体硅电池板（单晶硅，多晶硅），非晶硅电池板。薄膜太阳能电池、有机太阳能电池

太阳能光伏发电独立发电（电压源模式）

（1）直流负载独立系统；（2）交流负载独立系统；（3）人口分散，无电网地区；（4）要有储能环节，蓄电池，超电容等。并网发电（电压源或电流源模式）（1）负载是电网三种系统的对比及应用光伏系统的体系结构集中式集成式串行结构多重串行结构1.集中式结构所有光伏组件串、并联，集中转换为电能大型光伏电站缺点：（1）系统功率失配严重；（2）光伏阵列特性曲线复杂多波峰，难以实现好的最大功率跟踪（MPPT）

2.集成式结构又叫交流光伏模块系统（AC-module）优点：(1)每个模块独立运行；(2)高度模块化，容易扩容；(3)独立MPPT，提高了光伏发电效率；(4)无高压直流母线，安全；(5)不需串联和反并联二极管；3.串行结构光伏组件通过串联构成光伏阵列给并网光伏发电系统提供能量；特点：（1）仍然存在串联功率失配合功率多波峰问题。但与集中式相比，还是提高了利用率。4.多重串联结构多个DC/DC变换器和一个DC/AC逆变器组成，分为：并联型多重串和串联型多重串。特点（1）每个光伏阵列都可以工作在MPPT；（2）一个DC/DC出现故障，其他仍能工作。5.主从结构控制主协同开光，来动态决定不同外部环境下的并网结构；光照很低，变成集中式；光照很高，最佳能量利用；不同功率等级下体系结构太阳光伏发电系统组成太阳能电池；储能环节（蓄电池，超级电容器）及其充电器；（并网没有）最大功率跟踪装置（MPPT)，----(maximiumpowerpointtracking)；逆变装置；太阳能电池特性200W光伏电池的伏安特性电压源区和电流源区200W光伏电池的功率曲线MPPT最大功率跟踪方法固定电压跟踪法CVT(constantvoltagetracking)；扰动观测法（perturbandobserveP&O）；导纳微增法（Incrementalimpedance）；间歇扫描法；1.固定电压跟踪法(CVT)法光伏电池的输出为一固定电压，一般是光电池最大开路电压的0.8倍。2.扰动观测法首先工作在一个电压，扰动（UPV+ΔU)，观测功率变化功率增加，扰动方向正确。功率减少，相反方向扰动。特点：优点：跟踪方法简单，容易实现；

缺点：在最大功率点附近振荡，跟踪步长无法兼顾跟踪速度和精度，会出现判断错误。3.导纳微增法工作在电流源区？

电压增加工作在电压源区？

电压减少。

4.间歇扫描法定时地扫描一段电压（0.5—0.9倍开路电压）会引起振荡MPPT如何实现原理?光伏电池的U-I曲线光伏电池外界负载的U-I曲线当等效电阻和光电池的内阻相等时，此时输出最大功率。本质就是改变占空比D实现虚线中等效电阻和光电池内阻的匹配。光伏独立供电系统的构成非隔离工频高频单相/三相一定用储能环节太阳能并网系统非隔离工频高频单相/三相没有储能环节逆变器单相三相高压？2005年8月投入应用的西藏羊八井100KW高压电站单相并网系统单相并网控制系统构成DC/DC控制构成DC/AC控制构成三相并网系统（本实验室的系统）

Athreephasegridconnectedinverterwithhybridcontrolscheme重复控制(a)输出电流的组成(b)同步旋转以后(c)重复控制器设计（实际PI+前馈+相位补偿）具体装置实验室（三相并网）整体照片控制电路功率电路部分试验结果(a)传统的PI控制(a)传统PI+重复控制Figure10

PerformanceofVSIwithandwithoutRCharmoniccompensatorinsteadystate.aThreephaseoutputcurrentswithoutRCharmoniccompensatorbThreephaseoutputcurrentswithRCharmoniccompensatorc

OutputcurrentandtransformedcurrentwithoutRCharmoniccompensatordOutputcurrentandtransformedcurrentwithRCharmoniccompensatorwithRCharmoniccompensatorFigure12ExperimentaltransientresponseagainststepchangesaStepchangeinamplitudewiththecurrentofphaseAandphaseBwithoutRCcompensator.bChangeinpowerfactorwithcurrentofphaseA,phaseBandthegridvoltageofphaseAwithoutRCcompensator.cStepchangeinamplitudeforthecurrentofphaseAandphaseBwithRCcompensatordChangeinpowerfactorwithcurrentofphaseA,phaseBandthegridvoltageofphaseAwithRCcompensator.防孤岛技术(anti-island)孤岛被动（幅值，频率检测）主动a主动偏移，b正反馈频率偏移C自动移相法定义：所谓孤岛现象是指：当电网供电因故障事故或停电维修而跳脱时，各个用户端的分布式并网发电系统