透明式两级光储变流器展示平台论文_吕伟颖

摘要：以光伏和储能结合构成的光储发电系统具有广泛的应用前景和适用范围，主要由光伏阵列、储能电池、光储变流器及监控保护系统构成。以电力电子技术为核心的光储变流器是实现电能变换的关键设备。为了展示和研究光储变流器的构成和工作原理，研制一套透明化光储变流器展示研究平台，具有研究和实用价值。

关键词：透明化；光储发电系统；展示研究平台

Transparent Display Platform for Two-stage Optical Storage Converter

Abstract：The photovoltaic（PV）and energy storage power generation system has broad application prospects and scope，mainly composed of photovoltaic array，energy storage battery，optical storage converter and monitoring and protection system. Optical storage converter with power electronics technology as the core is the key equipment to realize power conversion. In order to show and study the structure and working principle of optical storage converter，a transparent display platform for optical storage converter is developed，which has research and practical value.

Keywords：Transparency，Optical Storage Power Generation System，Display Research Platform

1 引言

展示研究平台的基本设计目标是：变流器各组成部分物理结构上可清晰展示，并容易更换为不同参数的元件；有工作危险的位置用钢化玻璃罩保护；系统构成原理在机柜上可清晰显示，并清晰标明所有测量点；测控柜内安装的示波器、录波仪、电能质量分析仪的探头可灵活测量功率回路及控制回路的主要测量点波形；配线规范。展示研究平台的功能：提供开放的测试系统，即主功率回路采用开放化设计，用户可根据研究需要更换主要电气元件，控制软件开放，用户可根据研究结果自行修改控制策略，并验证测试效果；组合级联配置，可以实现并网逆变器、储能变流器、虚拟同步逆变器、虚拟同步电机的硬件结构灵活配置；如果有条件，使用提供的控制回路软硬件平台与实时仿真系统进行联合调试，并与实际系统进行对比研究。

2 系统结构设计

整个系统构成如图1所示。

图1系统构成

展示研究平台设计共配置3面机柜，分别为AC/DC柜、DC/DC机柜和一面测控柜。AC/DC机柜由两套ACDC变流器组成，DC/DC机柜由两套DC/DC变流器构成。两套DC/DC变流器可以分别经开关接至高压直流母线，高压直流母线设计为单母线分段结构，通过开关可实现并联或独立运行。两套AC/DC变流器可以也分别经过开关接到交流母线，交流母线也设计为单母线分段结构，通过开关可实现并联或独立运行。两段交流母线分别经开关接至电网或本地负载，可实现离网或并网运行。展示研究平台设计了丰富的运行模式和控制策略，可充分展示电力电子变流器灵活的应用方式。

3 系统实现

图2 机柜的内部结构

AC/DC机柜结构如图2所示，内部安装两台独立的30kW变流器，分别由功率组件、滤波组件、主控组件和监控组件等四个组件构成。散热器经独立风道散热。监控组件为基于嵌入式系统的触摸屏构成，可实现每台变流器的监视和当地调节控制功能，也可通过该组件的通信管理功能由安装在测控柜的上位机能量管理系统进行控制。

同理，DC/DC机柜内部安装两台独立的30kW斩波变流器，也分别由功率组件、滤波组件、主控组件和监控组件等四个组件构成。

4 监控设计

所设计的展示研究平台监控软件的结构可分为三层，即：设备层、通信层、监控层，如图4所示。

图4 通讯结构

设备层有基本的通信功能，也可配置丰富的通信功能，一般配置本机监控功能。通信层分为一级或多级，可以配置一定的子系统监控功能。监控层可有一套并列运行的监控软件平台，可独立操作不同权限的功能，并可能运行在不同的操作平台（PC或手持）。其中，监控层的系统界面初步设计如图5所示。

图5 监控系统主界面

参考文献：

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论文作者:吕伟颖

论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期

论文发表时间:2020/4/21

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