美国新型太阳能+储能变换器 提供更强大的电网稳定性

导读来自德州农工大学电气和电子工程师学会的科学家们提出了一种住宅太阳能储能逆变器的新拓扑。

太阳能光伏的可变性给许多科学家和电网工程师带来了困难。德州农工大学的Jorge Ramos－Ruiz和Bin Wang发表了一项新的研究，表明一种新的电力电子装置可以为配电网提供更强的弹性。

科学家们提出了所谓的网络边缘电力电子智能（PINE），以使电网更具弹性。他们表示“住宅太阳能＋储能系统与单独的电池和光伏转换器隔离直流／直流，隔离和直流／交流阶段。”

提出的PINE系统是一个自组织的电力电子智能解决方案，与配电系统一起工作。新概念采用三阶段控制策略。第一阶段控制输入脉冲宽度调制（PWM）整流器，以调节直流链路电压和形状的输入电流为正弦。另一个阶段控制输出PWM逆变器调整输出电压。另一个阶段控制屋顶光伏安装，跟踪最大功率点，和电池能量储能系统。该系统双向工作，允许通过反馈控制负载侧电压，并让输入分布电压在需要的范围内变化。

该系统还可实现单位输入功率因数，并可注入无功功率进行电压无功控制，以辅助配电电压调节。安装在每个住宅电网节点上的单个PINE转换器可以彼此和配电网运营商进行通信。通信和电力电子操作的精确调制可以通过一个定制的物联网控制单元来实现。

前端变换器控制允许双向功率流和有两种工作模式。在整流模式下，电网提供连接松树的负载，而在逆变模式下，功率从直流链路反馈到网络中。

在整流模式下运行，确保了一个统一的功率因数，消除了所有谐波，由于高频开关。在此模式下，输入电流与栅极电压相位差为负相位角。当光伏板和储能系统有多余的功率时，前端PWM控制器切换到逆变模式，使相位角变为正。在这种模式下，无功功率被供应到电网。

该团队已经使用了一个基于IEEE－37测试节点馈线的测试馈线来显示PINE转换器穿透能力增加的影响。通过仿真和实验，实验样机验证了PINE概念的有效性。

据微锂电小组分析，其优点包括PINE部署在每个住宅负荷前，因此输入电压可以在更大范围内变化，因为PINE允许对输出电压进行调节。

松木的整流部分可以控制为一个单位输入功率因数和正弦输入电流形状。

住宅负荷消耗的电力完全通过PINE转换器处理，因此在灾害期间，根据可用的电力可以限制输出负载电流，从而实现能源预算。

一个PINE转换器的总成本相当于一个单独的PV逆变器和存储转换器。PINE允许使用电力分解，或无创负荷监测和电压保护减少。

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