三相光伏并网发电系统无功控制策略研究

三相光伏并网发电系统通常采用单位功率因数控制,一般情况下只为电网提供有功功率,并保证其具有较高的功率因数。为了提高光伏并网发电系统故障时的无功电压控制能力,首先在直流电容侧加入DC-Chopper来抑制故障情况下直流母线电压的大幅波动,使光伏逆变器能够工作在安全稳定的范围内,接着采用将无功功率补偿与光伏并网发电相结合的控制方式,使光伏并网发电系统在向电网提供有功功率的同时也能够为电网提供所需的无功功率。然而光伏并网发电系统自身无功补偿能力有限,装设STATCOM将使系统的无功电压控制能力得到了进一步的提高。     

光伏发电站无功电源优化方法研究

对光伏发电站逆变器功率控制原理进行了分析,实测并验证了光伏发电站逆变器不仅具备无功功率(容性或感性)双向调节能力且远超无功补偿装置满发能力的宽幅调节范围,还能满足静止无功发生器(SVG)快速调节无功功率的响应时间要求,满足充当光伏发电站无功电源潜力并支撑并网点电压,开发光伏逆变器这一新型无功电源功能,参与调整区域电网无功电压将会产生良好的经济效益。     

光伏并网发电系统的低电压穿越控制策略

为提高光伏并网发电系统的低电压穿越能力,提出一种基于电压定向矢量控制的低电压穿越(Low Voltage Ride-Through,LVRT)控制策略。该策略对光伏逆变器进行电压定向矢量控制,实现有功和无功功率解耦,在电网电压跌落期间,采用直流卸荷电路稳定直流侧电压,根据电压的跌落深度补偿一定的无功功率以支撑电压恢复。通过PSCAD/EMTDC软件对采取LVRT控制策略前后的各电气量进行比较分析,结果表明,采用该策略光伏发电系统可以在电压跌落时保持并网运行,并补偿一定的无功功率以恢复并网点电压,实现低电压穿越。     

光伏逆变器无功调节能力分析与控制策略研究

通过建立光伏逆变器接入配电网稳态分析模型,以接入点运行电压、最大运行电流和SPWM调制控制条件为约束,分析了不同工况下逆变器的无功调节能力。构建接入配电网运行时面向电网电压调整的无功功率控制策略,该策略以控制接入点电压为目标,逆变器通过补偿系统需求的无功对电压进行支撑。构建分布式光伏接入配电网应对配电网负荷变化和光伏注入功率变化引起的电压无功调整仿真实验,验证了该策略的有效性。     

考虑光伏逆变器无功补偿能力的地区电网电压越上限问题分析

以内蒙古某实际光伏汇集区为研究对象,对该地区无功电压特性进行仿真分析,并针对该地区长期存在的电压越上限问题进行研究。结果表明,采用光伏逆变器或光伏电站动态无功补偿设备进行感性无功补偿时,该地区各场站电压下降速率比较均匀,且采用逆变器进行无功补偿时地区电网电压下降速率较大。与此同时,通过控制光伏逆变器输出无功功率,或采用光伏电站动态无功补偿装置和变电站无功补偿设备相结合的方案均可满足该地区电压调节的需求,解决该地区电压越上限问题。     

光伏并网逆变器及其低电压穿越技术

从光伏并网逆变器拓扑结构和工作原理入手,建立其数学模型,并对光伏并网逆变器在同步旋转坐标系下基于电网电压定向矢量控制的电压外环、电流内环双闭环控制策略进行了分析。阐述了光伏并网发电系统低电压穿越（LVRT）原理和相应的控制策略。利用Matlab/Simulink软件搭建了光伏并网发电系统仿真模块,给出了仿真波形。仿真结果表明,该方法能保证并网点电压跌落时光伏并网逆变器不过流,并根据电网电压跌落深度发出一定的无功电流来支撑并网点电压,使逆变器继续并网运行,从而提高了LVRT能力,为光伏逆变器在光伏电站中的应用提供可靠的理论依据。     

一种采用神经网络矢量控制策略实现的箱式光伏并网逆变器

为提高分布式光伏发电系统逆变器馈入电网的电流波形质量,本文研究了一种基于神经网络技术的控制方案。其中逆变器内环电流控制采用了基于神经网络的矢量控制策略,通过引入粒子群优化算法,优化了神经网络在线识别自学习功能;而外环电压控制回路则采用了坐标旋转+PI的控制方法,分别对变换到d-q参考坐标系下的有功、无功功率、逆变器直流侧电压以及并网支持电压进行调整控制。另外,为补偿电网电压扰动所引起的电压不平衡,增加了一个前馈控制环节,保证了光伏逆变器在并网发电的同时又改善了电网的电能质量。本文所提出的控制方法在一实际光伏发电电站中得到了应用,实验结果验证了所提控制策略的有效正确性。     

光伏并网发电及无功补偿的统一控制

针对常规光伏并网发电系统逆变主电路的结构特点,提出了将无功功率补偿与光伏并网发电相结合的新型控制方案,使光伏并网发电系统在向电网提供有功电能的同时也能够提供电网所需的无功电能,从而简化系统结构,提高供电能力,并节省设备投资.文中详细分析了系统控制结构、瞬时无功检测、并网电流的合成及并网电流的跟踪控制方法.系统以DSP数字信号处理器为基础,在30kVA光伏并网功率调节器实验样机中成功地实现了光伏并网发电和无功功率补偿的统一控制.     

光伏发电系统的发电机有功和无功功率补偿器

光伏发电系统作为分布式电源,它发出的电能通过逆变器输向电网.目前用于分布式系统的大多数逆变器是运行于单位功率因数电流源型逆变器.如果将电压源型逆变器用电流源型逆变器取代,那么光伏发电系统可以在任何时间发出无功功率.根据瞬时功率的理论,逆变器的无功功率可以通过改变其输出电压幅值控制,而有功功率可以通过调整输出电压相位来控制,且有功功率的供给和无功功率的补偿都可以同步进行.当光照强度弱或者光伏模块无法运行时,光伏系统的无功补偿仍然可以用来提高逆变器利用率.     

并网型光伏电站无功电压控制

为解决大规模光伏电站接入电网引起的并网点电压越限问题,增大光伏在电网中的渗透率,光伏电站应具备较灵活的无功调压能力向电网提供无功支撑。为此,本文建立大规模光伏电站等效聚合模型,在光伏电站未配置无功补偿装置且逆变器无功输出为零的前提下,分析由于线路及变压器阻抗的存在,光伏接入降低电网电压稳定性的问题。基于上述原因,本文从无功补偿装置与并网逆变器相互配合的角度,提出一种光伏电站三层无功功率控制策略。该策略协调无功补偿装置与光伏发电单元之间及单个光伏发电单元逆变器之间的无功输出。在该控制策略下,光伏电站能更有效地调节电网电压,在维持电网电压在要求范围的前提下,电网有功、无功损耗最小。结合光伏阵列降功率运行策略,在光伏电站无功输出能力一定的前提下,确保电网的稳定运行。最后,通过算例验证该策略的正确性和有效性。     

300kW光伏并网系统优化控制与稳定性分析

本文基于系统精确建模进行了300kW的光伏并网系统优化控制设计与稳定性分析,应用三相二电平电流控制电压源型的SVPWM逆变器以及LCL滤波器作为光伏阵列与电网之间的接口,具有前馈补偿的同步矢量电流PI控制器对三相光伏并网系统公共点的并网电流实现闭环控制,能够平滑快速地实现文中提出的光伏阵列最大功率点跟踪算法,同时使并网电能质量符合IEEEStd929—2000标准。仿真结果与实验结果验证了所提算法的有效性,充分表明了所提出的控制系统具有良好的动态与稳态性能。     

具有无功补偿功能的单级式三相光伏并网系统

随着光伏发电技术的推广应用,具有无功补偿功能的光伏并网系统对于减轻电网负担、改善供电质量具有重要意义.本文提出了一种具有无功补偿功能的单级式三相光伏并网系统.该系统实时检测太阳能电池输出电压和电流、电网电压和负载电流,在实现太阳能电池最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking, MPPT)的同时,还能够实时补偿本地负载的无功电流.由于采用了改进的干扰观测法,MPPT算法的稳定性得到了改善;在逆变控制中应用了单周期控制(One-Cycle Control, OCC)PWM算法,从而提高了控制精度,减小了输出电流的纹波含量.文中给出了仿真和实验结果,验证了设计的合理性.     

三相光伏并网系统直接电流控制策略的研究

针对光伏并网的要求,采用同步旋转坐标系下的PI解耦控制和电网电压前馈的复合控制策略,以及固定载波频率的空间矢量脉宽调制(SVPWM)来驱动逆变器,并搭建了基于TMS320F2812的三相光伏并网逆变系统实验模型.实验结果表明,该系统具有良好的动静态性能,并网电流正弦度高,并始终能跟随电网电压的相位和频率,达到光伏并网的要求.     

改进滞环电流控制在光伏并网系统中的应用

为减少光伏PV(photovoltaic)并网系统功率开关损耗,提高系统响应速度,同时实现电网电压电流同相运行,提出了光伏并网系统改进滞环电流控制方法.该方法基于空间矢量调制SVM(space vector modulation)的概念,结合滞环电流控制方法,通过对电流误差信号及参考电压的矢量关系改进功率器件开关状态,...     

光伏并网系统送出线路不对称故障的差动保护灵敏度研究

针对光伏并网发电系统的故障特性,分析了在并网送出线路发生不对称跌落时,比率制动特性差动保护在光伏逆变器有无无功补偿条件下的灵敏度。结果表明,在无功补偿状态下,光伏并网发电系统送出线部分的传统比率制动特性差动保护灵敏度下降。通过比较传统比率制动特性曲线的整定方式,不过原点的特性曲线在灵敏度的方面具有更大优势。在此基础上,考虑到不对称故障中零序电流受故障电阻和负荷电流影响小及低电压穿越(LVRT)期间以电网电压正序分量定向的逆变器控制策略,零序电流作为保护判据的传统比率制动式差动保护,由于不受无功补偿电流的影响且保护动作整定值较小,具有更高的灵敏度,作为光伏送出线路的保护效果更佳。通过Simulink搭建光伏并网发电系统仿真模型验证了这一结论。     

光储联合发电系统的功率振荡特性分析与控制

高渗透光储并网发电系统功率振荡将因缺乏阻尼能力而威胁系统的动态稳定。首先分析通过调节光储系统的有功、无功增加系统阻尼的原理,并在光储联合系统并网功率控制的基础上,提出光储系统基于有功、无功控制的附加阻尼控制策略。该控制策略通过检测光伏侧直流电压变化,实现功率振荡过程中光伏并网逆变器和蓄电池储能系统的控制模式切换,使联合系统具备持续调节注入系统有功、无功功率的能力,并改善电网的阻尼特性。最后,基于渗透率约为30%的光储并网发电仿真系统,验证在系统出现振荡后,光储系统在所提控制策略下,具备通过快速功率调节抑制功率振荡的能力,从而实现多电源协调改善发电系统阻尼的控制目标。     

直驱式风力发电系统中的并网逆变器的研究

在风力发电系统中,并网逆变器是实现电能馈送给电网的重要环节。并网逆变器的性能的好坏直接影响整个风力发电系统。首先建立了并网逆变器的数学模型,分析了空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)。然后采用电流闭环和电网电压矢量定向,实现并网逆变器功率因数可调。仿真和实验结果证明了方案的可行性和正确性,电流正弦度良好,谐波分量小,动态响应快。     

并网光伏电站低电压穿越仿真与分析

根据光伏电站并网导则要求,针对光伏电站在电网故障时突然脱网的不利影响,提出了一种基于光伏逆变器低电压穿越能力的控制策略,在电网电压跌落时投入该控制策略,能够限制有功电流的增大,同时给定无功电流。仿真表明,在光伏电站并网点电压深跌落和浅跌落情况下,该控制策略均能够保证光伏逆变器输出电流不过流,同时能够向电网发出一定的无功功率以支撑并网点电压的恢复,实现低电压穿越。     

三相并网逆变器直接功率控制和直接功率预测控制的对比

根据三相并网逆变器的动态数学模型,详细推导和分析并网逆变器各电压矢量对有功功率变化和无功功率变化的影响。根据有功功率变化与无功功率变化的曲线去选择最佳的电压矢量,使三相并网逆变器输出的有功功率和无功功率脉动较小。在此基础上,提了一种基于新开关表的直接功率控制。同时,采用一种新的直接功率预测控制,该控制策略与空间矢量脉宽调制相结合,实现有功功率和无功功率的解耦控制与功率因数任意可调。最后对直接功率控制和直接功率预测控制进行对比实验。实验表明了方案的可行性和正确性。