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高效分布式光伏发电电池及组件制备与电能变换智能控制技术及应用

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登记号:G20201059

所属行业:燃气及水的生产和供应业

学科分类:能源科学技术;环境科学技术及资源科学技术;

关键词: 分布式光伏发电 PERC太阳电池及组件 模块化多电平变换器 模型预测控制 直流拉弧保护

绿色分类:太阳能;

  • 基本信息
成果名称: 高效分布式光伏发电电池及组件制备与电能变换智能控制技术及应用
成果登记号: G20201059 学科分类: 能源科学技术;环境科学技术及资源科学技术;
绿色分类: 太阳能; 项目关键词: 分布式光伏发电  PERC太阳电池及组件  模块化多电平变换器  模型预测控制  直流拉弧保护
推荐单位:

上海交通大学

成果所处阶段: 成熟应用阶段
合作方式: 合资合作,面洽, 成果所属行业: 燃气及水的生产和供应业
国家/地区: 中国 知识产权: 发明专利,其他
简介: 点击查看

本项目属于能源与环境技术领域。分布式光伏发电技术是解决我国能源和环境危机的重要举措,对国民经济可持续发展和能源安全具有重要意义。截至2018年底,我国光伏发电累计装机达174GW,其中,分布式光伏50.61GW,较2017年新增20.96GW,同比增长71%。但是,如何进一步提高光伏发电效率、光伏电站安全可靠性和并网消纳能力三个难题,制约了其发展及规模化应用。项目历经16年联合攻关,围绕高效PERC电池及组件制备技术、光伏精准并网控制与直流拉弧防护技术、分布式光伏集群电压精准调控技术等进行创新,自主研发的电池及组件、逆变器产品等达到国际先进水平,部分技术指标国际领先。关键技术创新点如下:(1)高效PERC太阳电池及组件制备技术。提出了一种基于电学和光学性能调控的高效率低成本PERC太阳电池制备方法,通过降低背面载流子复合速率,提高电池开路电压和短路电流密度;采用集成半片技术、双面技术及下转换技术的制备方法提高了组件发电量。研发的244.31cm^2单晶PERC电池效率达到22.8%,60型单晶PERC组件正面功率达到345W。(2)光伏精准并网控制与直流拉弧防护技术。提出了一种两级光伏并网控制方法及直流倍压DC-DC变换电路,实现了光伏阵列输出最大功率,保证逆变电路单位因数控制,光伏阵列输出电压过低情况下仍支持并网发电,提高太阳能利用率;采用预测控制逆向模型及桥臂能量均衡控制技术,维持模块化多电平变流器MMC桥臂能量恒定,减小子模块电压波动;采用频域法分析直流母线高频噪声频谱,准确快速检测故障电弧发生,进行直流拉弧防护。研发的GCI-60K-HV逆变器欧洲效率达到98.48%。(3)分布式光伏集群电压精准调控技术。提出了基于改进有功/无功模块度函数的解耦分区方法,构建分布式光伏集群电压分层递阶滚动优化控制架构;基于功率渗透率、容量渗透率和能量渗透率多维消纳指标评估配电网光伏消纳能力;通过储能系统优化配置提高分布式光伏调度控制效率和配电网消纳能力。配电网电压越限率下降95%,光伏限发停发时间减少90%。获授权发明专利69件(美国专利1件)、实用新型专利39件;颁布国家标准5项、上海地方标准及行业标准等7项;发表SCI/EI论文34篇(总引用523次);出版著作5部(英文2部)。研发的高效PERC电池及组件,GCI系列(0.7kW~70kW,22个规格)、 CPS SCA、SCH 系列(630kW、1.25MW、1.5MW,3个规格)逆变器,CPS PSW系列(1 MW、2MW、3MW,3个规格)预装式光伏成套系统通过TüV等国际认证,销往上海、浙江、青海、甘肃、河北等地并出口欧美等国家。已在全球首个采用PERC双面双玻组件光伏电站、我国最大三位一体林农光互补项目等应用。近三年新增产值84.30亿元、利润7.75亿元、税收1.82亿元、创收外汇6.77亿美元。

姓名: 王志新 性别:
出生日期: 2020-05-27 08:00:00.0 职务:
国籍(地区): 中国 联系地址: 上海市东川路800号上海交通大学 电子信息与电气工程学院
电子邮件: wangzxin@sjtu.edu.cn
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