中国电源学会

电源科技奖获奖展示 | 二等奖：基于光伏微型逆变器的大型分布式电站高效安全运行研究

更新日期：2019/11/18 17:31:50 浏览量：566

完成单位：上海大学、上海岩芯电子科技有限公司、苏州东安岩芯能源科技股份有限公司主要完成人：汪飞、吴春华、冯夏云、李智华、黄建明、许德志项目亮点本项目通过产学研联合攻关，重点突破了高效光伏并网微逆、微逆集群稳定运行机理与控制、组件级智能安全检测诊断等关键技术，并实现大规模产业化应用。项目介绍 近年来我国将分布式发电作为重点优先发展领域，由于分布式光伏电站多铺设在房屋楼宇的外墙或屋顶，且具有排布不规则、阴影遮挡多、降尘覆盖大、逆变器集群运行等应用特点，而面临效率低、易失稳、热斑失效、组件老化、拉弧易燃等关键技术挑战与安全问题，严重制约分布式光伏发电的大规模推广和应用。为此，本项目历经十年的联合攻关，突破了“基于光伏微型逆变器的大型分布式电站高效安全运行”关键技术，主要技术创新与进步如下： 1）	高效光伏并网微逆技术 发明了高效光伏并网微型逆变器拓扑结构及高频变换控制技术，解决了组件级功率跟踪、直流拉弧、阴影遮挡等分布式光伏电站面临的问题，所研制的微逆并网电流谐波小于3%,优于国际标准40%；最高电能变换效率95.7%，国内领先；功率密度达0.48W/cm3，超出美国Enphase（国际同类销量第一产品) 60%；研制了全球首台独立四核功率跟踪微型逆变器，单位功率成本降低60%。 2）微逆集群稳定运行机理与控制技术 在国际上率先研究微型逆变器集群失稳机理，并面向光伏微型逆变器提出基于准谐振峰值电流的非线性控制方法，可重点改善其集群运行下的系统稳定性，实现了全球首个基于组件级逆变器的最大单体5MW容量的分布式电站应用案例，并联微逆变器数达到4200台。 3）组件级智能安全检测诊断关键技术 针对大规模分布式光伏电站运维中组件热斑、老化衰退等组件级故障定位与诊断的技术难题，探明了光伏组件故障失效机理与特征，发明了基于人工智能的组件级热斑诊断与老化评估方法，实现了光伏电站组件级智能安全检测与诊断。该成果应用于500多个工商业屋顶分布式光伏电站，实现故障诊断率达98%，未发生安全事故。    该成果获授权发明专利10项，实用新型7项，软件著作权10项，发表学术论文54篇，参与编制国家或行业标准4项，通过2项高新技术转化认定，项目整体技术成果国际领先，开发了250W-1200W的全系列微型逆变器产品，通过了CQC、光伏领跑者等多项权威认证。近三年累计产值8.57亿元，利润1.39亿元，税收1120.4万元。项目图片<img src="http://file.cpss.org.cn/Resource/UploadFile/6370969543563640511514906.jpg" title="序号13_12_3_微信图片_20180413152534.jpg" alt="序号13_12_3_微信图片_20180413152534.jpg" width="300" height=""/><img src="http://file.cpss.org.cn/Resource/UploadFile/6370969525085221073365247.jpg" title="序号13_12_4_微信图片_20180413152540.jpg" alt="序号13_12_4_微信图片_20180413152540.jpg" width="300" height=""/>   项目完成单位 1. 上海大学上海大学围绕组件级光伏控制技术进行了多年的持续研究，是国家自然科学基金、上海市浦江人才计划、上海市科委等多项科研项目的主要完成单位。本项目由上海大学发起，并联合上海岩芯电子科技有限公司、苏州东安岩芯能源科技股份有限公司，开展项目“基于光伏微型逆变器的大型分布式电站高效安全运行研究”产学研联合攻关。在本项目中，上海大学发明了组件级高效光伏并网微型逆变器拓扑结构及控制方法，提出了单级式准谐振软开关高频高效变换技术及谐波抑制技术；在国际上率先研究微型逆变器集群失稳机理并提出准谐振峰值非线性控制方法；发明了基于人工智能的组件级热斑诊断与老化评估方法，国际首创提出了消除热斑防御控制方法，突破了本项目中关键理论问题，为我国在组件级并网控制领域发展做出重要贡献。2. 上海岩芯电子科技有限公司上海岩芯电子科技有限公司研制组件级高效光伏并网微型逆变器系列产品，关键性能指标达到国际先进水平，研制了全球首台集成独立四核功率跟踪控制的微型逆变器，有效降低功率成本；开展了将组件级光伏并网控制技术大规模应用于分布式光伏电站，年均发电量比传统产品显著提高。对中国光伏并网微型逆变器产业发展提升做出重要贡献。 3. 苏州东安岩芯能源科技股份有限公司苏州东安岩芯能源科技股份有限公司研制了组件级智能安全检测与运维监控系统，开展了将组件级光伏并网控制技术大规模应用于分布式光伏电站，建设了全球最大单体基于组件级并网控制技术的分布式光伏电站应用，解决了并网逆变器大规模集群运行稳定控制关键技术；构建了基于云端大数据的组件级智能诊断系统，实现了光伏电站安全稳定运行及远程智能监控，该成果应用于500多个分布式光伏电站，为将组件级光伏并网技术应用于分布式大型光伏电站做出重要贡献。   第一完成人简介    <img src="http://file.cpss.org.cn/Resource/UploadFile/6370969540640690679578363.jpg" title="序号13_12_1_第一完成人近照.jpg" alt="序号13_12_1_第一完成人近照.jpg" width="" height="400"/>   汪飞   上海大学教授/博导汪飞，博士，上海市浦江学者，中达青年学者，上海大学教授，博士生导师。2010年12月起在上海大学机电工程与自动化学院从事教研工作，2012年7月破格副教授，2018年3月晋升教授。于2002年7月和2005年3月分获浙江大学学士学位和硕士学位，2010年11月获荷兰埃因霍芬理工大学（TU/e）博士学位。曾获IEEE 会议最佳论文奖、国家优秀自费留学生奖、上海大学“优秀青年教师”、上海市科技进步三等奖。主持国家重点研发计划子项目、国家自然科学基金（青年1项、面上项目2项）、省部级（重大课题、重点）、台达科教基金（面上、重大项目）、横向（重大、重点）等科研项目19项；申请发明专利13件，授权发明专利6件；发表SCI/EI论文80余篇，其中IEEE/IET期刊论文14篇，《中国电机工程学报》论文13篇，单篇他引170次以上论文4篇；合著学术专著1部。

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