光伏逆变器接入弱电网运行的稳定性问题分析

光伏电站经长距离输电线路接入弱电网后,并网逆变器的稳定运行面临严峻挑战.针对光伏逆变器接入弱电网的失稳问题,对锁相环锁相原理和锁相方案进行分析,对直流母线电压控制原理、并网点电压控制原理和LCL滤波器谐振原理进行综述,分析比较逆变器有效控制方法.通过对光伏逆变器接入弱电网的技术前景进行展望,为光伏下一步研究奠定基础.     

基于典型故障类型的分布式光伏并网对电压稳定性的影响

为了准确分析分布式光伏并网对电压稳定的影响,针对光伏阵列,给出了一种基于实时数字仿真仪(RealTime Digital Simulator,RTDS)软件平台的光伏并网建模方法.介绍了光伏发电的原理,对分布式光伏并网系统接入电网的方法进行了详细分析和研究.然后,基于光照强度和环境温度在RTDS软件平台上搭建了一个光伏发电并网模型,对光伏并网系统进行了仿真研究.仿真结果表明,不同的系统故障状态下,光伏并网对公网侧和并网侧电压稳定性的影响不同.     

光伏发电实验系统的设计

针对光伏发电及并网的基本原理进行了深入的分析,设计了相关的实验系统.系统中关键设备为并网变流器,结合各项实验的原理利用该设备进行了MPPT、低电压穿越等实验,符合国际相关规定及我国并网技术规范要求,结果表明:所提出的光伏发电实验系统理论可行,实际硬件设计可以满足各项相关的常规光伏并网实验,可以通过本系统针对光伏池板电压功率特性、光伏并网变流器三相PWM控制、电网波动时控制策略等多方面展开研究,根据实验数据及结果寻求改进方法,使所设计的实验系统的性能得到进一步优化,提高发电效率.     

光伏并网逆变器的孤岛检测技术

以光伏逆变器为代表的各种并网逆变器通常要求具备孤岛检测功能．被动式的孤岛检测方法存在较大孤岛检测盲区．主动检测法提高了孤岛检测的可靠性,但其在并网逆变器的输出中施加了扰动,影响了并网电能质量．重点分析移频与移相主动孤岛检测算法的工作原理及参数选取原则,并给出相关的参数优化建议,同时探讨多并网逆变器运行时的孤岛检测有效特性,为光伏并网逆变器的孤岛检测设计提供参考．     

一种宽范围输入的光伏并网逆变器

根据光伏阵列的特点,介绍了一种适用于宽范围输入电压的光伏并网逆变器.详细的介绍了该逆变器的结构及控制方法,分析了其在单级/两级光伏并网逆变器两种工作模式下切换的原理.搭建了实验样机,实验结果验证了方案的可行性.     

基于虚拟同步发电机的光伏并网逆变器控制策略

针对采用常规恒功率控制方式下的光伏并网逆变器缺乏电压和频率动态调节能力的问题,提出一种基于虚拟同步发电机(VSG)的光伏并网逆变器控制策略.根据同步发电机的原理,建立同步发电机的并网等效电路和矢量关系表达式,设计了有功频率控制算法和无功电压控制算法,搭建了虚拟同步发电机控制策略下的光伏发电系统.在Matlab/simulink环境中建立了10 k W的光伏并网系统.仿真结果表明,基于虚拟同步发电机的光伏并网逆变器具有与同步发电机相似的调频调压特性,能够较好地适应电网运行要求.     

单相光伏并网系统新型复合控制策略研究

针对户用小型光伏发电系统,提出一种基于重复控制和电压前馈控制相结合的新型复合控制策略。建立相应单相光伏并网系统的数学模型,对单相光伏并网系统的工作原理进行了深入的分析,并搭建一个6kW单相光伏并网系统的实验平台。实验样机结果表明,该控制策略能使单相光伏并网逆变器得到更优的并网电流波形,降低总谐波畸变率。     

分布式光伏系统并网对配电网电压的影响及电压越限治理方案

随着大规模分布式光伏系统并网,配电网电压问题成为分布式光伏发展的最大挑战之一.以辐射状结构配电网为研究对象,从电压降落角度研究分布式光伏系统并网前后配电网电压分布的变化,分别分析了单个和多个光伏系统并网对配电网电压的改变,探讨了改变电压分布的各种因素,包括接入容量、接入位置、负荷大小、工作方式和接入方式.通过美国PGE69节点系统对理论分析进行了验证,得出线路电压随光伏系统并网而升高,且升高幅度与负荷分布和光伏出力有密切关系的结论,并提出了配电网电压越限的治理方案,该方案充分利用逆变器的剩余容量吸收无功,有效解决了分布式光伏系统并网引起的电压越限问题.     

光伏并网逆变器与模拟电网波动的影响分析

针对光伏系统利用太阳能实现并网时所存在的隐患问题,分析了光伏并网逆变器的工作原理,研究了电网电压、电网阻抗等参数的变化对逆变器的影响,并以模拟电网运行条件为基础,使用并网逆变器实验台进行多种测试,为设备改良、降低损失提供了一定的参考价值。     

基于光伏并网逆变器锁相环技术研究

在光伏并网系统中,准确并快速地检测到电网电压的频率、相位和幅值是必不可少的环节。利用DSP内部的捕获单元、通用定时器和比较单元,方便地实现了对电网电压和光伏发电输出电流的信号捕获,从而达到调频调相的目的,达到并网条件。选取电网电压正过零检测数字锁相环,设计了硬件实现电路,给出了软件流程图。实验结果验证了该方法的可行性和有效性。     

光伏并网逆变器LCL滤波器参数优化设计

针对光伏并网逆变器LCL滤波器的大纹波电流和高频谐波损耗问题,分析了电感之和、电感比值和滤波电容值、谐振频率以及入网电流之间的关系,提出了一种LCL滤波器参数最优设计方法.分析了LCL滤波器的传递特性并建立了谐波等效模型,研究了滤波参数对谐振频率以及并网电流的影响,根据LCL滤波器的设计约束条件和光伏并网逆变器实例设计了一组最优参数,并进行了仿真研究.结果表明,提出的优化方案不仅能够有效抑制开关频率的高频纹波,还能减小电感取值和阻尼损耗.     

光伏并网逆变器中FIR滤波器的设计与实现

为减少对电网的污染,在进行光伏并网逆变器设计时,要产生与电网同频、同相的交流电,并使并网逆变器的功率因数接近于1,这就要求滤除电网中的谐波信号.针对数字化并网逆变器,研究基于Matlab仿真软件与数字信号处理器TMS320F2812实现FIR数字滤波器的设计思路,并对仿真结果进行分析,提出了针对电网信号特点的滤波器设计方法,对光伏并网逆变器的设计有一定参考价值.     

基于分时电价的加权太阳能价值电价

太阳能价值电价是解决分布式光伏发电引起供电成本分摊不公和电网收益下降问题的新思路。针对目前的计算模型未考虑电网不同运行条件下的供电成本变化问题,提出基于分时电价的加权太阳能价值计算方法。按峰、平、谷三时段典型化电网运行条件,讨论了相关参数的设置,建立了改进模型。新模型更好地计及了光伏发电与电网运行的时间一致性,能够更准确地反映光伏发电的价值。仿真分析验证了本方法的有效性。     

光伏发电系统暂态特性仿真

针对光伏发电系统暂态稳定性差的问题,在PSCAD/EMTDC环境中建立了光伏发电系统的电磁暂态仿真模型,并基于该模型分析了三相短路故障和光照强度跃变等条件下光伏发电系统的暂态响应特性.研究光伏发电系统的物理模型,并建立由光伏阵列、最大功率跟踪模块、升压电路和三相并网逆变器等组成的光伏发电系统动态仿真模型.仿真对比分析了不同运行条件下的光伏逆变器输出有功功率、电压以及电流的暂态特性,结果表明逆变器输出功率和电流会随着光照强度变化而平滑地改变,短路故障则会引起电压跌落和瞬态过电流.     

含有储能单元的微电网运行控制技术

含有储能单元的微电网运行控制技术为可再生能源发电的规模化利用提供高效的组织形式和管理手段．搭建包括光伏、风电、储能单元的典型微电网控制系统;光伏、风机采用最大功率跟综控制,以保证风能和光能的最大利用率;给出含有储能单元的微电网组网方案和运行控制方式,分析储能在微电网并网运行、孤岛运行、孤岛下负荷变化及无缝切换等过程中的能量控制作用;基于LCL滤波器的储能电压源型功率变换器,提出包含逆变器侧电感电流环、滤波电容电压环和电网侧电感电流环的三环控制策略．最后,仿真验证了该储能逆变器控制策略和方法合理有效．     

20 MW光伏发电系统与电气一次设计

根据20 MW光伏发电系统的工程条件和需求,系统总体方案采用分块发电、集中并网方式,光伏组件选用260 W多晶硅太阳能组件,光伏阵列运行方式为固定式安装式,倾斜角为23°,逆变器为500 k W,光伏方阵的南北间距为5.2 m。对电气一次系统的接入电力系统、电气主接线和电气设备布置进行了设计。根据计算结果可知,该系统的平均年上网电量为17 954 MW·h,年等效满负荷利用时间为896.4 h,容量系数为0.102,节能和环保效益良好。     

风电系统网侧LCL滤波器的分析与参数设计

针对风力发电系统中频繁用到的并网LCL滤波器,分析LCL滤波器参数的特性,提出限制条件,给出计算公式,分析了滤波电容加阻尼电阻对系统性能的影响。仿真结果表明,设计的LCL滤波器滤波效果较好,验证了理论分析的正确性。     

分布式风力发电供能系统的研究进展

分布式风力发电因投资省、发电方式灵活、环境兼容好等特点,日益普遍地与大电网联合运行,给现代电力发电系统运行与控制带来巨大的变化,因此,研究分布式风力发电具有重要的理论意义和重大的应用价值。概述了分布式发电的意义及国内外的发展现状和应用前景,简要介绍了分布式风力发电系统的关键性问题,最后对分布式风力发电的未来研究方向和需要进一步研究的问题作了展望。