[实用新型]基于MMC的大型光伏并网系统

摘要

本实用新型提供了一种基于MMC的大型光伏并网系统，为多级式并网系统，主要包括光伏阵列、DC-DC变换电路、MMC及变压器等。MMC包括多个串联的子模块，可实现较高的电压和功率等级，目前主要用于高压直流输电系统及风电场的馈入电网系统。本实用新型光伏阵列、DC-DC变换电路和MMC子模块组成的单元称为PSM。本实用新型将MMC应用于光伏并网系统，基于MMC的光伏并网系统每相由上下两个桥臂构成，每个桥臂由N个PSM和一个电抗器L串联组成，通过这种结构，不仅可提高光伏阵列的太阳能利用率，还可满足对光伏逆变器单体容量大、电压等级高的要求，减小电网的谐波污染，实现有功无功的单独控制，并无需进行无功补偿。

主权项

一种基于MMC的大型光伏并网系统，其特征在于：包括光伏阵列、DC‑DC变换电路、DC‑AC变换电路和三相电网，所述的光伏阵列将太阳光能量转换为电能后输出的电压作为所述的DC‑DC变换电路的输入，所述的DC‑DC变换电路包括有BOOST电路、MPPT控制器、PI调节器和PWM发生器，所述的MPPT控制器检测到所述的光伏阵列的电流和输出电压，通过MPPT控制算法得到调节光伏阵列工作点电压的指令，将所述的指令与光伏阵列输出电压值相减，并通过所述的PI调节器进行闭环控制，产生PWM控制信号，PWM控制信号对DC‑DC变换电路的输入电压进行控制，光伏阵列得到MPPT控制；系统在初始状态，光伏阵列经DC‑DC电路给电容预充电，当每个子模块上的电容电压都达到预定值后解锁各子模块，系统正常工作时，光伏阵列输出仍经DC‑DC电路持续给电容充电，这时通过脉宽调制技术对MMC各子模块进行控制，触发各相桥臂相应子模块上的开关器件，控制各SM的投入与切除，以保证各子模块上的电容电压一致且恒定；所述的DC‑AC变换电路包括有三相三桥臂电路，所述的三相三桥臂电路每相由上、下两个桥臂组成，所述的每个上桥臂和下桥臂均包括有N个PSM和一个限流的电抗器，N个PSM与限流电抗器依次串联，所述的PSM为光伏阵列、DC‑DC变换电路和MMC子模块组成，所述MMC子模块为一半桥电路，与所述DC‑DC变换器输出端相连，所述光伏阵列与所述DC‑DC变换器输入端相连；所述的三桥臂的上桥臂和下桥臂的中间节点分别接所述的三相电网的三相输入端。