并网逆变器模型

并网逆变器模型

       SVPWM

       这个技术是电网逆变器的主流，80%以上的设备都使用这个方法的。

       空间矢量脉宽调制 (Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM)的原始思想是：当三相对称工频正弦电压供电时，以三相对称的电动机定子理想磁链圆作为参考标准，适当的切换三相逆变器不同开关模式，形成脉冲波，用基本的磁链矢量来追踪合成准确磁链圆。SVPWM方法将逆变系统和异步电机看作一个整体系统，便于DSP的实时控制，模型简单。

       SVPWM控制技术的优点：

       1.每一次开关切换仅涉及一个元件，开关损耗小。

       2.判断电压空间矢量所在位置通过计算可直接生成三相 波。

       3.直流侧电压利用率高，比普通的 逆变器输出电压要高 。

       4.降低开关频率、输出电流的谐波少。

       基于上述优点，SVPWM的应用领域不断扩大。

滤波电感的滤波电感的设计

       在全桥逆变器中，输出滤波电感是一个关键性的元件，并网系要要求在逆变器的输出侧实现功率因数为1，波形为正弦波，输出电流与网压频率相同。因而，电感值选取的合适与否直接影响电路的工作性能。对电感值的选取，可以从以下两个方面来考虑：

       ①

       电流的波纹系数

       输出滤波电感的值直接影响着输出纹波的大小，由电感的基本伏安关系可得：

       （5-14）

       其中电感两端电压，考虑到当输出电压处于峰值附近，即时，输出电流波纹最大，设此时开关周期为T，占空比为D,则有下式：

       （5-15）

       另外，根据电感的伏秒平衡原理，我们可以得到，

       （5-16）

       于是求得，

       （5-17）

       从（5-15）、（5-16）式可得，

       （5-18）

       在本系统中，开关管的工作频率取电流波纹系数则由式（5-18）计算可：

       因此，要保证实际电流纹则滤波器电感满足。

       ②从逆变器的矢量三角形关系可知，

       （5-19）

       于是，它们的基波幅值满足下式

       （5-20）

       由正弦脉宽调制理论可知，

       （5-21）

       其中，为调制比，且从而：

       （5-22）

       于是，我们可以得到下式：

       综上，滤波电感的取值范围为。在实际设计过程中，由于电感的体积、成本等因素的影响，一般只需考虑电感的下限值，即取稍大于下下至即可。另外需要特别指出的是，以上的计算是建立在额定输出电压，即的基础上，考虑到实际情况下网压的波动范围，在设计电感时最终选取电感值，电感的额定电流为。

       1.输入电容的设计

       假设电网电压和电网的电流只含有基波分量并且相同，则注入到电网的瞬时功率为：

       （5-24）

       其中是注入电网的平均功率，是角频率，是时间。

       因此，中间直流侧电压有小的脉动，同时由前述的Boost的光伏阵列的输出电流是在直流之上叠加了一个高频分量。同时雷击等尖峰电压和一些额外的因素引起的波动会对逆变器造成影响。因此有必要设置输入电容，使其与光伏阵列与逆变器之间的导线上的分布电感组成一个低通滤波，使各部分产生的干扰尽量不影响另一部分。

       由经验值可得:输入电容的值一般取。

       考虑到耐压，我们选取2个的电解电容进行串联。由于电容的串联涉及到均压的问题，采用并联均压电阻的措施。采用每组并联的电容上并联一个电阻，由三个电阻串联组成。

       5.3.3功率因数（PF）

       当逆变器的输出大于其额定输出的20%，平均功率因数应不小于0.85（超前或滞后），当逆变器的输出大于其额定输出的50%，平均功率因数不应小于0.95（超前或滞后）。

       一段时期内的平均功率因数（PF）公式：

       ………………………………………（5）

       式中：

       ——有功功率；

       ———无功功率。

       注1：在供电机构许可下，特殊设计以提供无功功率补偿的逆变器可超出此限制工作；

       注2：用于并网运行而设计的大多数逆变器功率因数接近1。

       5.3.5工作频率

       逆变器并网时应与电网同步运行。逆变器交流输出端频率的允许偏差为电网额定频率为。

       5.3.6直流分量

       并网运行时，逆变器向电网馈送的直流电流分量应不超过其输出电流额定值的0.5%或5mA,应取二者中较大值。

       5.4.2发射要求

       在居住、商业和轻工业环境中正常工作的逆变器的电磁发射应不超过GB 17799.3规定的发射限制；

       连接到工业电网和在工业环境中正常工作的逆变器的电磁发射不应超过GB 17799.3规定的发射限制。

       2.3太阳电池阵列输出功率数学模型

       本文采用TRW太阳电池阵列输出功率数学模型[3,4]。任意太阳辐射强度和环境温度条件下，太阳电池温度

       为

       (21)

       设在参考条件下，为短路电流；为开路电压；、为最大功率点电流和电压，则当光伏阵列电压为，其对应点电流为：

       （22）

       （23）

       （24）

       考虑太阳辐射变化和温度的影响时，

       （25）

       （26）

       （27）

       （28）

       其中，、分别为太阳辐射和光电池温度参考值，一般分别取为和; 为在参考日照下的电流变化温度系数（）; 为在参考日照下的电压变化温度系数（）；为光伏阵列的串联电阻。

       2.4逆变器输出功率数学模型

       逆变器输出功率为

       （29）

       其中，为输出功率；为输入功率；为无载功率；为额定输出功率；为常数，表明输入与输出间的关系，由下式决定

       （30）

       其中，为逆变器的效率。

华为光伏逆变器产品运行的优势有哪些？

       人类社会的进步离不开社会上各行各业的努力，各种各样的电子产品的更新换代离不开我们的设计者的努力，其实很多人并不会去了解电子产品的组成，比如华为的逆变器。

       太阳能发电系统通常直接暴露在室外环境工作，经常遇到高温、高寒、高湿、大风沙，淋雨，盐雾等恶劣气象条件。华为可靠性实验室业界首创开发出了温度、湿度、腐蚀性粉尘三综合应力试验设备，使得逆变器产品在恶劣场景应用具有卓越的适应能力。针对户外应用，采用高温、淋雨、带电温循、外场暴露等加速方法，验证了逆变器的长期可靠性，保证设备长期稳定运行。

       传统的逆变器设计和电气安全防护手段已经不能解决分布式的安全问题，必须开拓一种新的安全设计思路来保障屋顶光伏电站安全。华为分布式逆变器采用AI加持的AFCI拉弧检测技术，能够主动检测到拉弧2s内快速自动切断电路;通过大量电弧特征数据数据和自学习算法训练逆变器电弧检测模型，使电弧检测更精准，从而有效减少误报，给电站加上一道安全的防护锁。

       智能电站运维：实现对组件的智能监控，逆变器成为电站的大脑和管家，华为组串式逆变器的智能组串监控，精度是智能汇流箱的6倍以上，比直流汇流箱更可靠。引入通信领域先进和成熟的技术，如4G移动通信等技术，将整个光伏电站的数据和信息管理通过无线的管道传输，电站健康检查，减少人工上站维护的成本，使电站工作在最佳状态。

       华为产品一直重视长期可靠性，不仅要求产品按长寿命设计，还在材料特性、热分、材料的匹配等方面进行了长期的研究，积累了丰富的工程设计和试验经验。同时，华为具备世界一流的设备可靠性测试实验室。该实验室，拥有业界最全的产品全环境应用场景的模拟测试能力，以及先进的可靠性测试能力，包括气候、机械、室外风吹雨、太阳辐射、结冰等全场景测试能力，领先HALT测试、加速灰尘腐蚀等可靠性能力。

       华为创新采用全数字控制技术和“硅进铜退”设计理念，增加芯片、先进软件算法等“硅”部件的使用，减少电容、电感等“铜”部件的数量和容量，逆变器损耗更小，效率更高，电能质量更好。SUN2000-5-20KTL三相智能逆变器最高效率98.65%，行业领先，率先通过了中国效率A级认证，业内最高，为客户25年高收益保驾护航。华为智能数采集成无功输出控制功能，帮助业主节省了无功设备成本;智能数采还具有优化算法，能动态实时计算无功补偿量，并通过智能光伏逆变器做无功补偿，保证系统功率因数达标，发电量不减少，也避免了用户电力调控不达标造成的罚款。

       鉴于组串式以上显著的客户价值优势，华为主张用组串式全面替换集中式逆变器。华为的产品从发布之初就获得客户广泛认可。目前，业界众多客户已经高度肯定华为逆变器在实际使用中在发电量、易安装维护等方面的价值，纷纷修改建设计划从集中式转为组串式，其中不乏百兆瓦级大型电站。

       本文只能带领大家对华为的逆变器有了初步的了解，对大家入门会有一定的帮助，同时需要不断总结，这样才能提高专业技能，也欢迎大家来讨论文章的一些知识点。

关于非线性系统中的频闪映射方法建模，有详细的建模步骤方法吗。

       1.首先需要了解光伏并网逆变器是一个电流源，而非电压源，因为它的输出电压是不受自己控制的（已被电网电压钳住），而它的电流是可以自己调节的，电流由直流输入所决定，即PV组件输入的功率越大，并网逆变器的输出电流越大，所以光伏并网逆变器的第一步就是：建立一个有效的PV组件模型，这种模型在各大论坛中都有，大家可以去好好找找。

       2.然后要考虑单相还是三相，以及双级式还是单级式，双极式就是带Boost的，单级式就是不带Boost的，带不带Boost可是完全不一样的MPPT控制方法，这个以后再提及。

       3.第三步就是滤波回路。如果是简单的L滤波器或者LC滤波器，一般的控制方法都能搞定，比如双闭环控制算法，但是如果是LCL滤波器，就需要用到更加复杂一些的算法了，尤其是三相并网逆变器，需要用到3环甚至4环这样的控制方法，当然这些控制算法虽然听着吓人，但是只要搞懂了其中的诀窍，也就那么回事，所谓难者不会，会

       者不难。

       4.建立了良好的PV组件，确定了单相或者三相主电路，又确定了滤波回路以及控制方法，剩下的就是调试经验。在众多的控制算法中，不管是什么蚁群算法，模糊控制还是神经网络，这些其实都是在理论上研究研究就行了，真正能运用在工程实践上且有效的控制手段其实还是基于PI调节器或者PR调节器的电压电流双闭环控制算法，而最让人头疼的就是PI调节器或者PR调节器的参数整定，在这一点上，我也无能为力，我只能用一个字解释：凑。不停的凑，花无数精力去凑。

湖南省优艺模型—新能源发电模型，风力发电模型、太阳能发电模型

       

        一， 风力发电模型

        主要制作材料：采用进口亚克力有机玻璃、PVC工程塑料，金属（传动部分为金属制作），电机，高亮LED流水灯。高级 汽车 烤漆无尘喷绘。

        功能介绍：1，机舱剖面结构，可观看到风机内部构造

        2，风叶转动，模拟发电状态

        3，偏航转动，安装偏航电机，模拟风机偏航动作

        4，桨叶角度可调，模拟桨叶调整动作。

        5 地面控制器（外形结构展示）、并网逆变器（外形结构展示），用电（灯泡点亮模拟），计量器（外形展示），电塔（电力外输），风机与地面控制器、并网逆变器、用电、电塔采用有机玻璃管道内过高亮LED流水灯连接，模拟电能输送工艺。整体工艺流程图如下：

        模型实物参考图如下：

        一， 太阳能光热发电模型

        制作材料：亚克力有机玻璃，ABS工程塑料，亚克力有机玻璃管，高亮LED流水灯

        功能说明：

        1、 太阳能光热热吸收、热交换模块（太阳能光热槽式、台能光热塔式）两种发电模块，模块内用LED流水灯连接，模拟热交换溶质流向、热交换、

        2、 太阳能光热发电模块，制作出汽轮机、发电机，线塔灯模块，采用邮寄玻璃管道连接换热器，管道出来连接到汽轮机，发电机连接到主变、线塔，连接管道内过LED流水灯，模拟介质工艺流程（熔盐、水、水蒸气、电）

        模型实物参考图如下：

        三 垃圾焚烧发电模型

        制作材料 ：亚克力有机玻璃，PVC工程塑料，高亮LED流水灯等

        功能说明：

        1) 倾卸平台模型、垃圾贮坑模型、抓斗模型、操作室模型、进料口模型、炉床模型、燃烧炉床模型、后燃烧炉床模型、燃烧机模型、出灰输送带模型、灰渣贮坑模型、出灰抓斗模型、废气冷却室模型、暖房用热交换器模型、空气预热器模型、酸性气体去除设备模型、滤袋集尘器模型、诱引风扇模型、烟囱模型、飞灰输送带模型、抽风机模型

        2) 重点展示能量产生转换输送部件：炉床模型，燃烧炉床模型，后燃烧炉床模型，燃烧机模型，滤袋集尘器模型，烟囱模型，换热系统模型、换热器模型， LED流水灯模拟工艺流程（汽水工艺流程）

        模型实物参考图如下：

        四 风光水互补发电模型

        制作材料： 亚克力有机玻璃，PVC工程塑料，ABS工程塑料，电机，高亮LED流水灯等

        功能说明： 风力发电厂模拟（电动动态），太阳能光伏发电（流水灯工艺模型），水轮机发电（真实过水模拟），输变电（静态结构展示）

        模型效果图如下：

        模型实物参考图如下：

        五，核电站模型

        制作材料： ABS工程塑料，PVC工程塑料，亚克力有机玻璃，高亮LED灯

        功能说明： 1，核岛：剖面结构，内部制作出反应堆、稳压器、蒸发器、主泵等结构，采用不同颜色管道连接管道内过LED灯模拟工艺流向（一回路）

        2，常规岛：剖面结构，内部制作出汽轮机、发电机、凝汽器、给水泵等（外形结构展示），管道连接（二回路）

        核电站模型工艺流程图如下：

        核电站效果图如下：

        核电站模型实物图如下：

        综合新能源系统仿真模型

        制作材料 ：ABS工程塑料，PVC工程塑料，亚克力有机玻璃，模型树、草粉、高亮LED灯等

        模型系统组成部件模型：

        环境组成 ：工厂模型，居民区模型，典型街道模型，学校模型，山体模型，河流模型，环境（道路，模型树，路灯模型， 汽车 模型等），

        能源源部分（外形结构 ）：综合能源站模型，大型地源（土壤源，水源）能源站模型，太阳能源站模型，城市污水热源站模型。热电联产电站模型，垃圾焚烧发电电站模型，风力发电站模型，核电厂模型，变电站模型模型，能源中转站模型

        能源输送网 ：能量输送管网。

        模型参考效果图如下：

        模型实物图如下：

光伏电源并网搭建simulink模型时，光伏电池用一个直流源代替，它的电压值和逆变器容量有关吗？

       你这里的逆变器容量 指的是它向电网输送的功率吧？

       这个没有关系，光伏逆变器前级有个升压电路，它将光伏板输出的低电压抬升到允许并网逆变的电压等级（也就是逆变器直流侧的电压）。所以不管你光伏板电压多大，经过升压电路，逆变其直流侧电压都是固定的（三相逆变器700V左右）

       你这是做仿真，直流源的电压就和逆变器容量无关了。如果是实物就有关了

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