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[2019年IEEE能源转换大会暨博览会(ECCE)- 美国马里兰州巴尔的摩(2019.9.29-2019.10.3)] 2019年IEEE能源转换大会暨博览会(ECCE)- 基于平准化度电成本的中压无变压器光伏变换器设计优化

DOI:10.1109/ECCE.2019.8913063 出版年份:2019 更新时间:2025-09-12 10:27:22
摘要: 电力电子的设计方法通常聚焦于效率和功率密度,但这些策略并不能以任何明确的定义保证成本最优。为克服这一缺陷,我们提出了一种设计框架,该框架产生的电路参数可使发电系统的平准化度电成本(LCOE)最小化。LCOE是一个有意义的指标,因为它涵盖了总生命周期成本——包括硬件、系统平衡和运维成本——并纳入了功率转换效率及所获能源收益的影响。为获得可处理的设计问题,我们构建了一个近似LCOE改进模型,用于量化候选转换器设计导致的LCOE变化。我们将该框架应用于无工频变压器的低压直流至中压交流多电平级联拓扑。研究了一个200千瓦的商业规模系统示例,所得方案包含15级级联、98.01%效率,并使LCOE降低了2.0%。
作者: Gab-Su Seo,Satyaki Mukherjee,Jinia Roy,Kyle Goodrick,Rahul Mallik,Branko Majmunovic,Soham Dutta,Dragan Maksimovi′c,Brian Johnson
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研究概述 实验方案 设备清单

提出一种设计框架,该框架能生成使发电系统平准化度电成本(LCOE)最小化的电路参数,重点研究无需工频变压器的低压直流至中压交流转换的多级级联拓扑结构。

该论文提出了一种新型光伏系统架构的平准化度电成本(LCOE)优化模型,通过采用包含15级级联、效率达98.01%的优化架构,在200千瓦光伏系统中实现了2.0%的LCOE潜在降幅。

该研究假设系统中的不变因素(如土地利用)在不同技术间完全相同,这可能未涵盖所有现实变量。此外,优化方法可能需要更先进的技术才能获得更精确的结果。

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