基于虚拟仪器技术的光伏逆变器低电压穿越测试系统

低电压穿越(Low Voltage Ride-through,LVRT)是考核光伏逆变器并网性能的一项重要指标。为了实现光伏逆变器在低电压穿越测试过程中交流侧电压与电流的实时监测以及测试结果评价,设计了一种基于虚拟仪器技术的光伏逆变器低电压穿越测试系统。介绍了光伏逆变器低电压穿越测试系统的硬件结构和软件设计方案,研究了光伏逆变器低电压穿越测试有功功率恢复和动态无功支撑等关键指标计算方法。在此基础上,通过实例验证了平台具有较高的测量精度。     

基于电能精确检测的光伏逆变器设计与试验

本文对分布式光伏发电系统进行介绍,设计了一款基于电量精确检测的光伏逆变器,并对该光伏逆变器进行试验。     

光伏并网逆变器性能检测技术及智能检测平台系统研究

随着越来越多的光伏发电系统并入电网,为了保证电力设备、人员以及光伏系统本身的安全和发电系统的效率,有必要对作为光伏并网核心设备的光伏逆变器进行性能检测。为此,参考光伏逆变器测试标准CNCA-CTS004 2009A,设计了专业应对太阳能光伏并网逆变器试验检测用平台系统。该自动检测系统通过RS485和GPIB总线完成各模块间的通讯,实现全数据自动采集和智能分析。其中交流模拟电源装置能模拟公共电网的实际运行状况和实验室所需要的极限故障状态。直流模拟电源能够模拟太阳能电池的电压变化,为大功率光伏逆变器提供可编程的直流源。孤岛检测装置主要提供三种特性的负载,并能模拟谐振点发生,准确检测并网逆变器防孤岛效应保护功能。实验证明,该智能测试系统可自动实现光伏逆变器性能指标的检测与分析,精度高,可靠性强,可为其他光伏逆变检测系统提供研究依据。     

光伏逆变器无功支撑能力检测及评价技术研究

无功支撑能力是光伏逆变器的重要性能,光伏逆变器需具备根据指令调节无功的能力,并在电压跌落时提供相应无功电流,以满足光伏逆变器并网要求,保障规模化光伏发电并网运行的安全稳定性。德国BDEW标准规定了接入中压电网的发电厂无功支撑能力等并网性能技术要求,标准内容覆盖光伏发电系统。针对该标准,研究了光伏逆变器静态及动态无功支撑能力检测及评价技术,并完成无功支撑能力实验室型式试验检测。     

基于嵌入式的光伏逆变器监控平台的研究

结合光伏发电设备的运行情况,利用嵌入式技术,开发了通过无线串口通讯的远程无线实时光伏逆变器监控系统。该方案采用分布式处理,能够实现光伏逆变器数据实时无线自动采集及存储的功能。利用嵌入式平台构建Web服务器,构建出具有主动告警机制的光伏逆变器监控系统。实验表明,该系统性能稳定,所采集数据准确性高,实时性强,可以为太阳能装置的运行提供可靠的分析。     

光伏并网逆变器检测平台的研制

为保证光伏并网逆变器的性能及安全,研制了检测平台,分析了并网逆变器的测试方法和步骤,介绍了光伏并网逆变器检测平台的开发。整个检测平台由控制计算机、数据采集系统、RS 485和通用接口总线(general-purpose interface bus,GPIB)系统组成。检测平台由可编程的直流电源、交流电源和RLC负载分别模拟太阳能电池板、电网特性以及负荷特性。整个系统通过LabVIEW软件界面控制,由GPIB和RS 485总线实现仪器间的通信控制,提高了系统的自动化程度。该检测平台可用于光伏并网逆变器电气性能测试、保护功能测试、电磁兼容测试等。实践证明该系统结构配置合理、设备可靠、精度高。     

环境对太阳能光伏逆变器性能影响的试验方法研究

太阳能光伏发电所处的工作环境较为恶劣,并网光伏逆变器作为光伏发电系统的重要组成部分,在各种严酷的高、低温、湿热环境下,安全性能指标都必须满足技术要求。为了考核逆变器在环境下的安全性能,搭建了环境试验平台,分别研究了国内外标准对低温、高温、湿热的要求和区别,并通过试验研究了逆变器在不同温度状态下的工作运行情况,监测了关键元器件的温升。试验研究结果表明：低温启动和高温持续运行,能够更为合理和严酷的考核逆变器的安全性能。     

中国典型Ⅰ类辐照地区的光伏并网逆变器性能评价方法

光伏并网逆变器是光伏发电系统中的关键部件。文中通过分析使用欧洲效率、加州效率及中国效率3种指标评价在中国典型Ⅰ类辐照地区运行的光伏并网逆变器的效率所存在的片面性及不准确性,建立了针对光伏并网逆变器效率的评价模型。基于2016—2017年中国宁夏地区的气象数据,通过在模型中增加了不同光伏组件类型、环境温度、风速、最佳辐射倾角、2 min级的采样间隔等影响光伏并网逆变器在实际运行中性能的关键因素,得到了适合中国典型Ⅰ类辐照地区光伏并网逆变器的效率评价方式,为今后在该气候类型地区光伏电站建设中光伏并网逆变器的选型设计提供更加合理的评价指标,为准确反映光伏逆变器在实际运行中的发电量,更好地测试与评估光伏并网逆变器的发电性能提供参考。     

低压微网中三相光伏并网逆变器控制策略研究

在低压微网中,以三相光伏并网发电系统为对象,分析了三相光伏并网逆变器的数学模型。并网逆变器电流内环采用瞬时电流控制,可以实现系统电流动态跟踪,但是电流内环采用传统PI控制需要功率前馈解耦影响和复杂旋转坐标变换。在瞬时电流控制的基础上,对三相光伏并网逆变器提出一种外环为瞬时功率控制、内环为瞬时电流准比例谐振的控制策略,并采用复传递函数方法分析了PR控制器的动态性能。经过仿真分析,外环瞬时有功无功控制实现了光伏并网逆变器参考功率控制;在光伏并网发电系统输出功率发生突变的情况下,电流内环控制具有快速准确动态跟踪性能,并实现了功率解耦控制,为电网输出高质量电能,仿真结果有效验证了该控制策略的效果。     

模糊PID控制在光伏并网逆变器中的应用

光伏并网逆变器的优劣对整个并网系统影响重大,介绍了光伏并网逆变器控制的基本原理。以实现更有效的光伏并网控制为目的,针对光伏并网逆变系统的非线性、固定的PID参数无法准确跟踪电网电压等问题,采用了一种模糊PID控制策略。该控制策略的优点在于能够在逆变器工作时在线对PID参数进行调节。根据并网逆变器自身特点结合专家经验,制定了模糊控制规则,该方法使控制器具有跟踪精度高,响应迅速,鲁棒性好等特点。通过仿真验证了并网逆变器控制策略的可行性,搭建了并网逆变器实验样机,实验结果证明:该控制策略能使光伏并网逆变器正常运行,具有良好的动态性能和静态性能。     

环境对太阳能光伏逆变器性能影响的试验方法研究

太阳能光伏发电所处的工作环境较为恶劣,并网光伏逆变器作为光伏发电系统的重要组成部分,在各种严酷的高、低温、湿热环境下,安全性能指标都必须满足技术要求.为了考核逆变器在环境下的安全性能,搭建了环境试验平台,分别研究了国内外标准对低温、高温、湿热的要求和区别,并通过试验研究了逆变器在不同温度状态下的工作运行情况,监测了关键元器件的温升.试验研究结果表明:低温启动和高温持续运行,能够更为合理和严酷的考核逆变器的安全性能.     

光伏逆变器多场景性能测试平台与实验研究

针对传统光伏并网逆变器性能检测平台测试场景单一的问题,提出了集成多场景的光伏并网逆变器性能检测平台架构,考虑了户外、室内以及弱电网和强电网的多种测试场景,通过控制开关能够灵活切换多种运行场景。对检测平台中的硬件设备和性能进行了分析,给出了光伏并网逆变器重要性能的测试步骤和方法。搭建了光伏并网逆变器多场景性能检测实验平台,对不同性能进行了实验测试和数据分析,实验结果验证了所提出的测试平台的有效性和可行性。     

微电网光伏发电系统控制与稳定性研究

在分析光伏电池原理及最大功率跟踪基础上,分析了含光伏发电系统的微电网模型。对光伏系统控制采用的是两级式控制,前级Boost DC/DC实现光伏阵列最大功率跟踪控制以稳定直流母线电压,并可升高电压以满足后级逆变器需要。后级为DC/AC逆变器,对逆变器采用V/f控制策略,此控制策略用以保证微电网的频率电压的稳定性。在Matlab/Simulink平台搭建含光伏发电系统的微电网仿真模型,分别对在并网运行时改变光照和在孤岛运行时改变负荷进行仿真,验证控制策略能够保证光伏发电系统的稳定运行。     

基于海量数据挖掘的光伏逆变器故障检测方法

光伏逆变器是光伏交直流之间的纽带,也是并网发电系统的关键部件,对其进行准确的运行状态监测,具有重要意义。提出一种基于k近邻和支持向量数据描述的故障检测算法,用于大数据平台下的光伏逆变器故障诊断。方法首先采用k近邻算法为每台逆变器匹配到类似样本,然后采用支持向量数据描述方法实现异常点的识别。在验证试验中,不仅有效识别的故障样本,而且有效降低了采样不精准带来的误判。     

光伏并网逆变器检测技术初探

为推动和规范我国并网光伏逆变器产业的发展,制定合乎电网企业运行要求的产品标准,建设了光伏并网逆变器测试平台,以检验入网逆变器设备的性能,完善检测标准.该检测平台由仿真直流电源、模拟阻抗网络、模拟负载、仿真交流电源和检测设备组成,通过24个测试项目,对逆变器的检测标准和检测技术进行研究.文中详细介绍了检测平台的硬件构成,并通过部分检测实例证明该平台建设技术手段先进,具有合理性、有效性和可扩展性,具备光伏并网逆变器检测能力.     

小型光伏微网系统的实现与系统改进

介绍了一个与建筑结合的小型光伏微网系统的实现方法,以蓄电池双向逆变器为核心,确定了主从型光伏微网系统的设计方案并加以实现.结合具体应用地点的气象数据、具体建筑的空间及用电负荷情况,确定了以年发电量最大为目标的各部分光伏组件的安装容量.搭建了光伏发电系统和能源管理系统,完成系统实时监测和数据记录功能并实现了微网系统运行模式切换功能.在此基础之上,实现了光伏降温水循环系统,解决了由于光伏背板升温引起的峰值功率下降而造成的系统发电效率下降的问题.实验测试结果表明,该系统能稳定运行于联网模式和孤岛模式,改进的光伏电池板降温水循环系统提高了系统发电总量.     

基于t-SNE流形学习与快速聚类算法的光伏逆变器故障预测技术

光伏逆变器作为太阳能光伏发电系统的关键设备,其健康状态直接影响电力系统的安全与稳定。提出了一种基于t-SNE流形学习与快速聚类算法的光伏逆变器故障预测技术,将光伏逆变器集群的历史监测信号作为原始特征库,采用t-SNE降维算法提取光伏逆变器集群的主特征矩阵,基于快速聚类算法搜寻每一采样时刻的聚类中心光伏逆变器,分别计算每台逆变器在各个采样时刻的偏心距离,得到归一化的累积偏心距离矩阵,通过合理设定预警阈值,从而实现光伏逆变器故障的准确预测。最后基于设计开发的分布式光伏发电监控系统,利用采集的光伏逆变器集群的历史运行数据对算法进行了测试。结果表明,提出的光伏逆变器故障预测技术能够提前准确地预测光伏逆变器故障,有助于保障设备健康平稳运行。     

不平衡电网电压下光伏并网逆变器滑模直接电压/功率控制策略

不平衡电网电压下,光伏并网逆变器的输出功率和输出电流都将产生波动,给电力系统的稳定运行造成不利影响。根据光伏并网系统的数学模型,提出了光伏并网逆变器基于滑模控制的直接电压/功率控制策略。该控制策略可在电网电压不平衡时有效抑制并网逆变器输出有功功率和无功功率的波动。根据光伏并网逆变器输出功率和正、负序电流的关系,提出了以消除负序电流为控制目标的改进控制策略。此外,为提高系统的运行性能,提出了功率电流协调控制策略。最后,对所提出的控制策略进行了仿真分析,仿真结果验证了所提出控制策略的有效性。     

虚拟光伏逆变器的设计和实现

目前光伏AGC/AVC测试存在独立测试无法提供大容量环境,现场实际环境测试又会损失电站电量,造成一定经济损失的情况。对此,提出构建一种虚拟光伏逆变器,功能近似光伏逆变器,可实现天气变化动态调节有功、直控模式、无功电压变化等。通过虚拟光伏逆变器,不仅可搭建任意光伏容量电站,还能检测光伏AGC/AVC的调节控制性能。     

配电网中的分布式光伏系统发电性能仿真

针对基于配电网的分布式光伏发电系统发电性能开展仿真研究。分析了分布式光伏发电系统拓扑结构,根据光伏系统关键部件运行机理,建立了光伏组件、光伏逆变器运行模型,根据光伏组件I-V特性,建立光伏组件阴影遮挡模型。结合现场实际测试,确定光伏系统各环节运行模型参数,通过分布式光伏系统各环节结构以及光伏部件,对分布式光伏系统发电性能进行评估。