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并联级联H桥光伏-电池混合逆变器的自适应控制策略以增强功率平衡能力
Adaptive Control Strategy of Parallel Cascaded H-Bridge PV-Battery Hybrid Inverters for Enhanced Power Balance Capability
| 作者 | Hao Xue · Jinwei He |
| 期刊 | IEEE Transactions on Industrial Electronics |
| 出版日期 | 2024年6月 |
| 技术分类 | 光伏发电技术 |
| 技术标签 | 储能系统 DC-DC变换器 双向DC-DC MPPT |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 单相级联H桥逆变器 过调制 光伏-电池混合系统 自适应功率平衡控制策略 最大功率点跟踪 |
语言:
中文摘要
在单相级联H桥(CHB)光伏(PV)逆变器中,发电功率较高的H桥模块调制指数较高,易发生过调制,导致其退出最大功率点跟踪(MPPT)模式,造成能量损失。为此,本文提出一种基于CHB结构的并联光伏-电池混合系统及相应的自适应功率平衡控制策略。通过双向直流变换器将电池单元与各光伏模块并联,利用电池功率作为调节过调制模块调制指数的新自由度,确保所有光伏模块始终运行于MPPT模式,避免过调制,提升太阳能利用率,即使在严重功率不平衡条件下亦能有效运行。实验结果验证了该控制策略的有效性。
English Abstract
In a single-phase cascaded H-bridge (CHB) photovoltaic (PV) inverter, the modulation index (MI) of the H-bridge module with large power generation is high and faces the risk of overmodulation. The overmodulated H-bridge module has to exit maximum power point tracking (MPPT) mode to maintain the system normal operation which undoubtedly results in power generation loss. To overcome this limitation, a CHB-based parallel PV-battery hybrid system and corresponding adaptive power balance control strategy are proposed in this article. A battery unit is added in parallel with each PV module through a bidirectional dc-dc converter, and its power is provided as a new degree of freedom to regulate the MI of the overmodulated PV module. With the proposed approach, all PV modules can maintain their MPPT operation, avoid overmodulation, and harvest more solar energy even under severe power unbalanced conditions. Experimental results are provided to validate the effectiveness of the proposed control strategy.
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SunView 深度解读
该并联CHB光伏-电池混合逆变器技术对阳光电源ST系列储能变流器与SG系列光伏逆变器的融合应用具有重要价值。其自适应功率平衡控制策略可直接应用于阳光电源户用储能系统,通过双向DC-DC变换器实现电池与光伏模块的并联协同,解决组串间功率不平衡导致的过调制问题。该技术可优化现有MPPT算法,确保各光伏模块始终工作在最大功率点,提升发电效率。特别适用于阳光电源PowerTitan大型储能系统中的光储融合场景,通过电池功率动态调节各模块调制指数,增强系统在复杂遮挡工况下的适应性,为iSolarCloud平台提供更精准的功率预测与智能调度依据,提升整体系统可靠性与经济性。