9、并网太阳能能源转换系统全解析

并网太阳能能源转换系统全解析

1. 可再生能源与并网太阳能系统概述

可再生能源在解决能源危机方面的作用日益显著。太阳能光伏（SPV）能源的发展，有效缓解了全球变暖、二氧化碳污染等问题，并且安装成本较低。与传统非可再生能源通过长输电线路供电导致较高传输和分配损耗不同，屋顶光伏能源系统能显著降低负载端的损耗。

这里提出的并网太阳能能源转换系统（SECS），包含DC/DC阶段和与市电交互的电压源转换器（VSC）阶段。其主要控制理念是在功率因数校正的情况下，向市电注入平衡的正弦电流。该系统旨在解决配电系统面临的能源安全和电能质量改善问题，将太阳能光伏的可再生能源与市电电网整合，同时提升公共耦合点（PCC）的电能质量。与多个执行不同操作的设备相比，此太阳能光伏系统能节省大量资本投资和系统空间，提高有效利用率，且成本回收更快。

2. SPV能源转换系统的分类

SPV能源转换系统可从多个维度进行分类：
- 按阶段数量分类 ：
- 单级系统 ：有DC - AC（并网）和DC - DC（用于电池充电）两种类型。在单级DC - AC系统中，太阳能发电机接入电压源转换器的电容，串联和并联模块数量决定了VSC的直流母线电压功率额定值，该直流母线电压用于最大功率点跟踪（MPPT）。
- 两级系统 ：第一级使用MPPT控制器从太阳能光伏阵列提取最大功率，实现DC - DC转换；第二级使用VSC将交流电传输到电网，即DC - AC转换。
- 多级系统 ：可降低系统的电流和电压额定值。例如，三级系统