兆瓦级光伏中压直流并网变换器研制及实证应用

黄欣科; 王环; 周宇; 魏苗苗; 王一波; 许洪华

doi:10.7500/AEPS20211104007

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兆瓦级光伏中压直流并网变换器研制及实证应用

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 兆瓦级光伏中压直流并网变换器研制及实证应用
- Development and Empirical Application of Megawatt-level Medium-voltage DC Photovoltaic Grid-connected Converter
- 电力系统自动化 2022年46卷第14期页码：150-157
- 作者机构：
  
  1.中国科学院电工研究所，北京市 100190
  2.中国科学院大学，北京市 100049
- 作者简介：
  
  黄欣科(1985—)，男，工程师，主要研究方向：光伏高压直流变换器研制及光伏高压直流并网系统集成技术。E-mail：huangxinke@mail.iee.ac.cn
  王环(1979—)，女，通信作者，副研究员，主要研究方向：光伏高压直流并网技术。E-mail：whuan@mail.iee.ac.cn
  周宇(1992—)，男，硕士，助理研究员，主要研究方向：光伏高压直流并网变换器。E-mail：zhouyu@mail.iee.ac.cn
- 基金信息：
  
  中国科学院战略性先导科技专项（A类）资助项目(XDA21050301)
- DOI：10.7500/AEPS20211104007
  中图分类号：
- 收稿日期：2021-11-04，
  
  修回日期：2021-12-16，
  
  网络出版日期：2022-04-25，
  
  纸质出版日期：2022-07-25
- 稿件说明：
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黄欣科,王环,周宇等.兆瓦级光伏中压直流并网变换器研制及实证应用[J].电力系统自动化,2022,46(14):150-157.

HUANG Xinke,WANG Huan,ZHOU Yu,et al.Development and Empirical Application of Megawatt-level Medium-voltage DC Photovoltaic Grid-connected Converter[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(14):150-157.
黄欣科,王环,周宇等.兆瓦级光伏中压直流并网变换器研制及实证应用[J].电力系统自动化,2022,46(14):150-157. DOI： 10.7500/AEPS20211104007.

HUANG Xinke,WANG Huan,ZHOU Yu,et al.Development and Empirical Application of Megawatt-level Medium-voltage DC Photovoltaic Grid-connected Converter[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(14):150-157. DOI： 10.7500/AEPS20211104007.

摘要

光伏中压直流汇集并网系统通过中压直流并网变换器实现光伏电能升压汇集。针对中压大功率、大升压比光伏直流变换器技术需求，提出采用基于Boost全桥隔离功率模块输入并联输出串联的模块级联型直流变换器拓扑，实现大功率、高电压、大升压比光伏功率变换功能；针对级联型直流变换器多模块均压、均流问题，提出一种分布式模块均衡控制策略，实现功率模块及变换器的可靠运行。研制了5 kV/80 kW功率模块，搭建了直流变换器实验平台，对提出的拓扑方案及控制策略进行了实验验证；基于14台功率模块研制完成±30 kV/1 MW光伏中压直流并网变换器，建立了±30 kV光伏中压直流汇集并网实证系统，完成了系统实证测试，实现了系统稳定运行。

Abstract

The medium-voltage direct current (MVDC) photovoltaic (PV) collection and grid-connection system realizes the PV power boost collection through the MVDC grid-connected converter. Aiming at the technical requirements of medium-voltage PV DC/DC converter for high power and large step-up ratio

this paper proposes a topology for module-cascaded DC/DC converters based on the Boost full-bridge isolated power module with input-parallel output-series (IPOS) connection

to achieve the PV power conversion function of high power

high voltage and large step-up ratio. Aiming at the problem of multi-module voltage and current equalization of cascaded DC/DC converters

a distributed module equalization control strategy is proposed to realize the reliable operation of power modules and the converter. The 5 kV/80 kW power module has been developed

and the DC/DC converter experimental platform is established to verify the proposed topology and the control strategy. Based on fourteen power modules

a ±30 kV/1 MW MVDC PV grid-connected converter has been developed

and a ±30 kV MVDC PV collection and grid-connection system has been established. The empirical test has been completed and the stable operation of the system is realized.

关键词

Keywords

references

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