电源科技奖获奖展示 | 二等奖：集中式光伏并网逆变器关键技术研究及工程应用

 

完成单位：北京交通大学、保定市思格电气科技有限公司

主要完成人：李虹、胡涛、王子成、杨志昌、王绪广、曾洋斌、任芳

项目亮点

研究完成高可靠性、高效率、高电磁兼容性的集中式光伏并网逆变器。

集中式光伏并网逆变器关键技术研究及工程应用项目属于电力电子研究领域。光伏发电系统作为可再生能源开发利用的典型代表，是国家新能源战略至关重要的组成部分，而光伏并网逆变器则是光伏发电系统实现能源可靠、安全、稳定地传输、利用、存储的关键设备。研究高效率、高可靠性、高稳定性的光伏并网逆变器不仅可以弥补光伏电池板效率低下的技术缺陷，而且能够将新能源接入电网的不利影响降至最低，对确保光伏发电系统安全、稳定、高效地运行具有十分关键的技术意义。

然而，光伏并网发电的接入对传统电力系统的不利影响非常明显，其逆变器的并网质量、可靠性和安全性已成为界定光伏发电系统优劣的重要标准。目前，国内外均已制定相应的规范和标准专用技术，对光伏并网逆变器的运行方式、电能质量、电磁兼容性、安全与保护等方面提出了更高的要求。而国内的产品与技术现状暂时落后于国际先进水平，亟待研究开发能够满足高标准又能具有低成本的高效率、高可靠性、高稳定性的光伏逆变器。为了突破技术“围墙”，迫切需要对光伏并网逆变器的关键技术开展深入研究和创新攻关。

本项目经过多年的研究攻关，完成了基于混沌SPWM控制光伏并网逆变器的研制。在高可靠性光伏并网逆变器设计、基于混沌SPWM控制算法抑制并网逆变器电磁干扰研究、最大功率点跟踪算法研究、光伏并网逆变器拓扑研究、高可靠性光伏并网逆变器控制软件设计、光伏并网逆变器多主技术和高冗余化设计等关键技术上取得了长足进展；在基于频闪映射的光伏并网逆变器的稳定性分析、基于双重傅里叶级数量化计算混沌SPWM控制下并网逆变器频谱、混沌SPWM控制下并网逆变器损耗与温升研究等方面取得了理论性突破。该产品研制成功后，能够实现光伏并网逆变器高效稳定运行，并且电磁兼容性好，MPPT效率高，前景十分可观，具有广阔的市场推广及应用价值。

本项目的研究成果已经成功应用在光伏并网逆变器产品中，所研制的光伏并网逆变器产品已经在在全国多家光伏电厂得到应用，经运行表明，能够实现光伏并网逆变器高效稳定运行，并且电磁兼容性好，MPPT效率高，运行情况安全稳定，总体水平达到了当前国内外同类产品的领先水平。本项目已申请专利8项，其中获授权发明专利3项，获授权实用新型专利1项，获得计算机软件著作权6项，发表论文22篇，其中SCI收录6篇，EI、ISTP收录论文12篇。

项目图片

  

项目完成单位

北京交通大学

在本项目研究与应用中，北京交通大学作为第1完成单位，围绕基于集中式光伏并网逆变器关键技术研究及工程应用，一方面深入进行理论研究和技术攻关，另一方面与保定思格电气科技有限公司进行产学研合作，开发出满足社会需求和技术发展需要的高可靠性光伏并网逆变器，并为企业培养了高水平的技术人才，构建了关键技术研发平台，对项目创新点做出了重要贡献。

我校在本项目研究过程中主要承担并完成了以下工作：基于混沌SPWM控制算法抑制并网逆变器电磁干扰研究、最大功率点跟踪算法研究、光伏并网逆变器拓扑研究、基于频闪映射的光伏并网逆变器的稳定性分析、基于双重傅里叶级数量化计算混沌SPWM控制下并网逆变器频谱、混沌SPWM控制下并网逆变器损耗与温升研究等。

保定市思格电气科技有限公司

在本项目研究与应用中，保定市思格电气科技有限公司作为第2完成单位，围绕集中式光伏并网逆变器关键技术研究及工程应用，一方面深入进行产业化研究和技术应用，另一方面与北京交通大学进行产学研合作，生产出满足社会需求和技术发展需要的高可靠性光伏并网逆变器，并为高校构建了关键技术应用平台，对项目的产业化做出了重要贡献。

第一完成人简介

李虹 博士

北京交通大学电气工程学院教授  博士生导师

李虹，女，博士，北京交通大学电气工程学院教授，博士生导师。主要从事电力电子系统非线性建模与控制、并网光伏发电系统和开关电源电磁干扰抑制方法研究。 在国内外期刊会议中发表论文100余篇，其中包括SCI论文15篇，EI论文30余篇，出版英文专著1部，授权及申请发明专利20余项。主持国家自然科学基金、北京市自然科学基金、台达环境与教育基金等科研项目十余项。担任日博体育在线电磁兼容专委会副主任委员，日博体育在线青年工作委员会常务委员，高等学校机电类学科教学委员会委员和英文期刊《Chinese Journal of Electrical Engineering》英文期刊编委。