導讀：來自德州農(nóng)工大學電氣和電子工程師學會的科學家們提出了一種住宅太陽能儲能逆變器的新拓撲。

太陽能光伏的可變性給許多科學家和電網(wǎng)工程師帶來了困難。德州農(nóng)工大學的JorgeRamos－Ruiz和BinWang發(fā)表了一項新的研究，表明一種新的電力電子裝置可以為配電網(wǎng)供應更強的彈性。

科學家們提出了所謂的網(wǎng)絡邊緣電力電子智能（PINE），以使電網(wǎng)更具彈性。他們表示：“住宅太陽能＋儲能系統(tǒng)與單獨的電池和光伏轉(zhuǎn)換器隔離直流／直流，隔離和直流／交流階段。”

提出的PINE系統(tǒng)是一個自組織的電力電子智能解決方法，與配電系統(tǒng)一起工作。新概念采用三階段控制策略。第一階段控制輸入脈沖寬度調(diào)制（PWM）整流器，以調(diào)節(jié)直流鏈路電壓和形狀的輸入電流為正弦。另一個階段控制輸出PWM逆變器調(diào)整輸出電壓。另一個階段控制屋頂光伏安裝，跟蹤最大功率點，和電池能量儲能系統(tǒng)。該系統(tǒng)雙向工作，允許通過反饋控制負載側(cè)電壓，并讓輸入分布電壓在要的范圍內(nèi)變化。

該系統(tǒng)還可實現(xiàn)單位輸入功率因數(shù)，并可注入無功功率進行電壓無功控制，以輔助配電電壓調(diào)節(jié)。安裝在每個住宅電網(wǎng)節(jié)點上的單個PINE轉(zhuǎn)換器可以彼此和配電網(wǎng)運營商進行通信。通信和電力電子操作的精確調(diào)制可以通過一個定制的物聯(lián)網(wǎng)控制單元來實現(xiàn)。

前端變換器控制允許雙向功率流和有兩種工作模式。在整流模式下，電網(wǎng)供應連接松樹的負載，而在逆變模式下，功率從直流鏈路反饋到網(wǎng)絡中。

在整流模式下運行，確保了一個統(tǒng)一的功率因數(shù)，消除了所有諧波，由于高頻開關(guān)。在此模式下，輸入電流與柵極電壓相位差為負相位角。當光伏板和儲能系統(tǒng)有多余的功率時，前端PWM控制器切換到逆變模式，使相位角變?yōu)檎Ｔ谶@種模式下，無功功率被供應到電網(wǎng)。

該團隊已經(jīng)使用了一個基于IEEE－37測試節(jié)點饋線的測試饋線來顯示PINE轉(zhuǎn)換器穿透能力新增的影響。通過仿真和實驗，實驗樣機驗證了PINE概念的有效性。

據(jù)分析，其優(yōu)點包括PINE部署在每個住宅負荷前，因此輸入電壓可以在更大范圍內(nèi)變化，因為PINE允許對輸出電壓進行調(diào)節(jié)。

松木的整流部分可以控制為一個單位輸入功率因數(shù)和正弦輸入電流形狀。

住宅負荷消耗的電力完全通過PINE轉(zhuǎn)換器處理，因此在災害期間，根據(jù)可用的電力可以限制輸出負載電流，從而實現(xiàn)能源預算。

一個PINE轉(zhuǎn)換器的總成本相當于一個單獨的PV逆變器和存儲轉(zhuǎn)換器。PINE允許使用電力分解，或無創(chuàng)負荷監(jiān)測和電壓保護減少。