分布式光伏发电与APF协调统一控制策略

光伏并网系统由于其清洁无污染、便于分布式发电的优点,在我国西北偏远地区以及乡镇配电台区得到广泛应用.然而该系统易受环境温度、光照强度、电网阻抗以及接入非线性负载等外部环境影响,导致输出包含大量高次谐波,入网电能质量明显下降.为解决光伏发电系统接入偏远配电台区存在的谐波问题,此处提出一种融合有源电力滤波器(APF)算法的光伏并网系统协调统一控制策略,建立了光伏并网系统与APF统一控制数学模型,给出了协调统一控制策略框图.最后通过5 kW光伏并网系统实验,验证了所提控制策略可以有效抑制光伏并网系统输出谐波,提升了接入配电台区的电能质量,具有一定的工程实用价值.     

二次型最优控制算法优化的电能质量控制

因光伏并网电能质量控制中存在孤岛效应，导致电能控制效果较差，提出结合VPI控制策略与二次型最优控制算法，检测光伏并网中的孤岛效应，以提高综合电能质量的控制效果。跟据VPI控制策略采用VPI电流控制器补偿控制电流高次数奇次谐波相位，基于相位补偿结果利用二次型最优控制算法检测光伏并网孤岛效应，将系统跟踪误差与控制输入加权二次型作为性能指标，使系统性能指标函数最小，得到最优控制规律，从而完成电能质量最优控制。仿真结果表明，光伏并网处于感性负载和容性负载时，最优控制系数均低于239.15，能够准确检测出孤岛效应，且该方法可有效减小谐波，实现了光伏并网的综合电能质量最优控制。     

光伏并网发电与电能质量调节统一控制系统

结合光伏并网系统与有源电力滤波器在控制结构和控制策略上的相似性,研究了一种既能实现光伏并网发电又能实现电能质量调节的统一控制系统。对传统的光伏电池最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)方法进行了改进,给出了流程图。针对统一控制系统特点,在PI控制基础上,提出了准PIR控制策略,从理论上分析了其优势,并给出了各参数的计算方法。在Matlab环境下,搭建了系统的仿真模型,仿真结果证明了该系统结构和控制策略的有效性。     

光伏规模化并网的电能质量复合控制策略研究

为了充分发挥并网逆变器结构及功能上的潜在优势,研究将滤波及无功补偿功能融入光伏电站逆变器中,同时实现有功并网、谐波抑制、无功补偿及电压补偿等多功能复用。在研究了逆变器控制策略以及微电网电能质量特性和控制方法后,对光伏电站拓扑结构进行了改进。在此基础上提出了一种基于逆变器动态剩余容量的无功分配策略,对并联逆变器和串联逆变器的控制策略进行详细讨论。运用该控制策略有效地实现了光伏规模化并网的电能质量复合治理,并用PSCAD/EMTDC软件通过实例仿真验证了控制策略的正确性和有效性。     

三相单级式光伏发电系统并网控制与仿真

基于三相单级式光伏并网发电系统的电路拓扑结构,提出了一种快速逼近插值算法实现光伏发电的最大功率跟踪,光伏并网采用电压外环和电流内环双闭环控制,通过同步旋转坐标变换结合逆变器的控制,利用比例积分控制实现无功功率与有功功率的独立解耦控制。MATLAB系统仿真结果表明,该方法能够快速稳定地实现单位功率因数最大功率并网,降低并网系统成本,提高光伏并网的电能质量。     

基于电流无差拍控制的三相光伏并网逆变器的研究

为了使光伏并网发电系统输出高质量的电能,在分析无差拍控制工作原理的基础上,推导了一种三相光伏并网逆变器电流无差拍控制PWM算法,提出了一种基于电流无差拍控制的两级式光伏并网逆变器的总体控制策略。该控制策略包括MPPT(Maximum Power Point Tracking)环、直流电压环和交流电流环。Matlab/Simulink仿真验证了电流无差拍控制的有效性。最后将提出的控制策略应用到10 kW光伏并网逆变器中,实验结果验证了该并网控制策略的正确性和有效性,系统具有良好的动态特性和稳态特性。实验结果所得的三相并网电流总畸变率均在3%以内,优于国标规定值;并网功率因数为1。     

弱电网下光伏并网逆变器电能质量控制策略研究

针对弱电网下存在较大的电网等值阻抗导致电力系统中谐波以及电压波动影响整个电力系统电能质量的问题,提出一种基于瞬时无功功率理论的光伏并网逆变器电能质量控制策略.该控制策略采用PI双闭环控制实现直流侧母线电压稳定,并增加电压幅值反馈控制以稳定PCC点电压.最后,基于Matlab/Simulink平台搭建弱电网下光伏并网发电系统,并对其进行仿真.仿真结果表明,该控制策略能够有效抑制电网谐波问题,降低电网阻抗对电网电能质量的影响,从而实现整个电力系统安全稳定运行.     

基于阻抗分析法研究光伏并网逆变器与电网的动态交互影响

大量存在的并网逆变器会对分布式发电系统的电能质量和系统稳定性造成深刻影响,该文基于阻抗分析方法研究光伏并网逆变器与电网间的交互影响。论文定量分析光伏并网逆变器与电网之间由于阻抗交互影响所产生的谐波振荡,并通过基于硬件在环的分布式发电综合实验平台验证不同电网接入条件对并网逆变器稳定性的影响;推导LCL型并网逆变器的系统阻抗模型,并提出一种基于电压前馈的主动阻抗控制策略来提高逆变器与电网之间的稳定相角裕度,使光伏并网逆变器在不同的动态电网条件下均具有较好的控制鲁棒性;最后给出阻抗主动调整控制策略的设计过程和参数设计方法,并通过仿真验证主动阻抗控制策略的有效性。     

多功能并网逆变器及其在微电网电能质量定制中的应用

针对微电网电能质量的定制进行了研究,并研究了一种多功能并网逆变器拓扑及其控制策略以实现微电网电能质量的定制。给出了微电网电能质量定制的概念,阐释了其目的和意义;建立了多功能并网逆变器的数学模型并给出了其控制策略;提出了一种适合于微电网电能质量定制的多功能并网逆变器参考电流生成算法;给出了一种微电网电能质量综合评估的层次分析模型,提出了以补偿容量最少为目标的最优补偿方法,并利用拉格朗日乘子法进行了求解;最后利用PSCAD/EMTDC验证了多功能并网逆变器在微电网电能质量定制方面的可行性和有效性,并从技术性和经济性的角度探讨了多功能并网逆变器在微电网电能质量定制中的效益。     

高效率微型光伏并网逆变器控制策略研究

在充分考虑微型光伏并网逆变器系统效率、成本、电能质量等方面的基础上,研究了利用反激逆变器准谐振模式实现功率管ZVS动作及电流型并网的控制策略,深入分析了准谐振模式的谐波问题,提出了一种优化正弦波控制方法,达到高电能质量、高效率光伏并网发电。提出了一种微型光伏并网逆变器弱光照间歇模式控制策略,可以有效提高较低光照强度时系统效率。为了提高光伏组件在间歇模式时MPPT跟踪效率,进一步提出利用间歇模式的母线电压波动进行最大功率点跟踪的控制方法,使得在间歇模式时不需要加入额外的扰动也能进行最大功率点跟踪,提高MPPT跟踪精度。最后,通过搭建实验平台对并网电流谐波、系统效率、间歇模式控制、间歇模式MPPT等进行了验证,实验结果证明了所提出的控制策略的可行性及有效性。     

基于模糊神经网络的光伏发电系统功率控制方法

并网光伏发电系统的故障穿越是大规模新能源接入电网和灵活调控的技术难题,针对传统光伏发电系统在电网故障条件下穿越控制策略的不足,提出一种基于模糊神经网络的光伏发电系统功率控制方法。在电网电压突变和跌落情况下能够快速地调整光伏发电系统的工作模式,以适应光伏阵列最大输出功率和并网逆变器额定容量以及最大输出电流的限制,具有稳定性强、跟踪速度快等优点。给出了控制策略总体架构,详细阐述了电网故障控制器运行模式切换策略,建立了模糊神经网络算法的数学模型和实现流程。最后,在Matlab/Simulink平台下搭建了系统仿真模型,仿真结果验证了所提出控制策略的有效性。     

大规模风光互补发电系统建模与运行特性研究

建立了大规模并网风光互补发电系统动态分析模型,提出了基于功率变化率改进扰动观察最大功率跟踪算法。风电及光伏系统均采用有功、无功解耦双环电流控制策略。应用静止同步补偿器分析模型的暂态故障电压。含风电、光伏及风光互补运行的电力系统仿真计算验证了该模型的有效性及其功率波动特性和母线电压的暂态影响。仿真结果表明,该风光互补发电系统模型有效降低了输出功率波动,实现了风光系统低电压穿越,确保故障情况下风光系统不脱网运行以及电网安全稳定运行。     

光伏并网发电与有源电力滤波器的统一控制

提出一种光伏并网发电与有源电力滤波器的统一控制策略,新的系统结构和控制策略克服了目前的光伏并网发电装置白天发电、夜间停机的不足,并进一步拓展了系统的功能。该系统不但能同时实现光伏并网发电、无功及谐波补偿,而且在电网因故障停电时可以对重要负载实施电力中断补偿,以保证负载不间断的工作。文中详细分析了所提出的系统的工作原理和控制策略,利用MATLAB/Simulink对系统进行了仿真验证,并且设计了一台基于数字信号处理器TMS320LF2407的实验样机。仿真和样机实验结果验证了所提出的系统结构及控制策略的可行性。     

多光伏发电单元并联接入弱交流系统的稳定性分析

围绕弱交流系统下多光伏发电单元并联运行的稳定性问题,建立了两个光伏发电单元并联小信号模型,分析电网强度、各光伏发电单元运行工况以及各逆变器锁相环控制器参数对其运行稳定性的影响,揭示各光伏发电单元的运行耦合机制。同时,提出了一种基于虚拟端电压的光伏发电运行控制策略,等效地减小电网阻抗,提高多光伏发电单元并联接入弱交流系统的运行稳定性。研究结果表明:随着各光伏阵列输出功率的增加和电网强度的降低,多光伏发电单元易发生振荡现象;一定范围内增加各逆变器锁相环控制器比例系数(暂不考虑积分系数的影响),可增强系统阻尼,易于提高系统的稳定性;相比于单个光伏发电单元接入弱交流系统,多光伏发电单元间功率环路存在耦合项,易受光伏发电单元运行工况与锁相环控制器比例系数的影响,不利于系统稳定运行。基于时域仿真算例验证了理论分析的有效性和控制策略的可行性。     

面向综合负荷的并网光伏发电系统等效建模

基于MATLAB/Simulink和光伏电池自身的物理机理搭建了并网光伏发电的仿真系统,研究了其对配电网综合负荷特性的影响因素,分析比较了已有光伏发电系统等效模型的优劣。在此基础上构建了光伏发电系统传递函数等效模型,该模型具有结构简单、参数少、能有效描述光伏发电系统的出力极限等优点,同时易于在电力系统仿真软件中实现。采用所提出的等效模型与传统综合负荷模型并联,构建广义综合负荷模型,对含光伏发电系统的综合负荷进行建模,仿真实践表明此广义综合负荷模型具有良好的泛化能力,辨识参数稳定,能够满足工程仿真的需要。     

具有光伏并网发电功能的统一电能质量调节器仿真

统一电能质量调节器因直流侧没有储能设备通常不能对负载进行电力中断补偿，且太阳光的日夜交替变化导致光伏并网发电装置只能间歇工作，这将影响设备的利用效率和电力系统正常运行。针对此不足，提出一种新的统一电能质量调节器结构和控制策略，该系统可同时实现电能质量综合治理、光伏并网发电以及电力中断补偿。详细分析了该系统的工作原理和控制策略，并利用Matlab/Simulink对系统进行仿真，验证了所提系统结构及控制策略的可行性。     

基于分时电价的风电-光伏-光热联合发电基地并网优化调度策略

针对风电、光伏出力的随机性、间歇性和波动性导致其在大规模接入电网时对电网发电计划制定及其调度产生的影响，提出一种基于分时电价的风电-光伏-光热联合发电基地并网优化调度策略。利用含储热光热电站良好的可调度性与可控性，将风电和光伏出力进行时空平移，使风电-光伏-光热联合出力转变为稳定且可调度的电源，且具备削峰填谷功能，与火电机组共同参与电网调度。为提高风电-光伏-光热系统并网经济效益，实现火电机组经济平稳运行，建立了风电-光伏-光热联合发电基地并网优化调度模型，包含风电-光伏-光热系统联合“削峰”模型和火电机组经济调度模型，分别对应第一阶段优化和第二阶段优化，采用智能算法对其进行求解。最后通过改进的IEEE-30节点算例系统仿真验证所提调度策略的正确性和有效性。     

带储能的双馈风力发电系统控制策略

提出了一种将储能装置接入传统双馈风力发电系统背靠背变换器直流侧的新型双馈风力发电系统,通过对已有的背靠背变换器实施功率控制策略,可以有效地抑制风速随机化引起的风力发电系统并网点输出功率的波动。在分析系统构成及功能的基础上,提出了背靠背变换器相应的功率控制策略,并根据所建立的新型双馈风力发电系统的控制模型,在EMTDC/PSCAD仿真环境以及3kW双馈风力发电系统实验平台下进行了详细的研究和分析。研究结果表明,在风速波动的情况下该系统能够按照优化控制策略得到平滑的功率输出,实现风速的去随机化过程。     

光储联合发电系统调度优化控制策略

传统储能控制的调节速度较慢,难以满足高比例新能源接入电网后的精准控制,提出将调度周期内误差率引入储能系统优化控制策略,利用误差率在电流闭环控制前加入反馈误差环节,对储能电池的DC/DC双向控制器进行优化控制。以光储联合发电系统的有功出力与计划有功出力均方根误差最小为目标,模型中考虑了储能电池荷电状态和联合发电系统允许偏差的限制条件。给出了双向DC/DC变换器中BUCK/BOOST电路的传递函数,然后给出了光储联合发电系统并网运行时PQ控制策略,采用有功功率和无功功率解耦控制。基于MATLAB/Simulink仿真平台,建立了光储联合发电系统的仿真系统,通过仿真结果分析,验证了提出控制策略的有效性。     

基于模型预测控制的新型电力系统光储电站调频控制策略

光伏渗透率的不断提高降低了新型电力系统的转动惯量,给系统频率稳定性带来了新的挑战,储能出力灵活且迅速,将储能与光伏结合构成光储电站参与电网调频能够提高新型电力系统频率稳定性。光储电站参与系统调频的有功出力受到光照强度、储能荷电系数等多因素的影响,然而现有的与光储电站调频控制有关的研究大多对这些多约束的处理能力较差。在此背景下,提出一种基于模型预测控制的新型电力系统光储电站调频控制策略。该控制策略以最小化系统频率偏差与频率变化率之和为目标,计及光储电站有功出力及总发电量约束,优化光储电站有功出力,并通过控制光储电站有功输出参与系统频率调节。最后,通过仿真算例说明了所提方法相比传统控制策略调频效果更优,能够在考虑多约束的情况下快速精准确定光储电站出力,提高系统频率稳定性。