利用光伏发电优化功率控制提高电网暂态稳定

随着光伏发电装机容量的逐步提高,光伏高渗透率的区域电网的稳定性面临挑战。因此进行了光伏电站的功率控制研究,在故障暂态过程中,合理减少光伏系统有功输出,保证光伏直流侧稳定,提高光伏逆变器的无功输出能力,以实现电网电压稳定和网内机组功角特性的改善。以美国西部联合电力系统(WSCC)3机9节点系统接入光伏电站为例,验证了所提控制策略能有效提高电网内机组的暂态稳定能力,有利于光伏发电的安全并网,并改善了输出性能。     

光伏电站并网有功功率控制策略的设计与实现

光伏电站有功功率输出值能够按照电网调度的指令进行高效、合理的调节已经成为大规模光伏电站并网的强制性要求。该文研究了光伏电站有功功率控制的现状,提出一种基于光伏逆变器的光伏电站有功功率控制策略,并通过现场的实际运行验证了该策略的可行性。     

某10MW 光伏电站建模及仿真分析

以某10MW光伏并网工程为背景,通过MATLAB/Simulink搭建光伏电站仿真模型,分别分析光伏电池在不同光照强度、温度下输出的电压、电流和功率的变化情况,并仿真光伏并网系统并网控制策略在电网故障时的系统响应。仿真结果验证了光伏电池的数学模型、MPPT控制、并网控制的正确性和可靠性。     

基于参考电流型光伏发电系统变功率输出控制策略

针对两级式光伏并网发电系统变功率输出技术的研究及应用现状,提出了一种新型的参考电流型变功率输出控制策略。通过光伏功率与指定功率的比较,实时改变光伏电流,可以实现最大功率跟踪和指定功率跟踪两种功率输出模式,并且在日照强度变化情况下能够快速有效地控制光伏功率的输出。所提控制策略对Boost变换器进行小信号建模,详细分析了不同功率下光伏阵列等效阻抗对前级系统稳定性的影响,并介绍了双模式功率输出的控制器设计。最后仿真和实验结果验证了所提控制策略的有效性。     

时变追踪并网光伏电站最大输出功率的无功优化方法

针对大型光伏电站各发电单元位置差异导致的并网接线阻抗不同,以及光伏电站内各单元最大输出光伏功率运行状况不一致的问题,建立以时变追踪并网光伏电站最大输出功率为目标的无功优化数学模型,并给出相应的快速求解方法。该模型建立和求解是在量测、通信技术完备的前提下,借助逆变器可快速调制有功功率和无功功率输出的电力电子化技术,依据秒级优化周期内光伏系统状态量变化微小的特点,对非线性优化模型实施泰勒展开、线性拟合等线性化近似处理,通过灵敏度计算对逆变器无功功率运行基点进行快速求解,必要时将自动弃光,达到时变追踪光伏电站最大并网输出功率并满足并网点电压水平要求的目的。最后,以某地区大型光伏电站并网系统为例进行仿真,结果验证了所提方法的有效性和合理性。     

并网光伏电源输出有功功率优化

光伏发电输出功率不稳定,无法直接并网使用,需要增加旋转备用容量。为此,将混合储能系统加入并网光伏发电系统中,提出了配备混合储能装置的并网光伏电站结构,把混合储能系统及其充放电控制器看作是光伏系统的"直流电子负载",研究其工作特性。针对光伏发电存在的问题,分析了进行功率平滑的必要性,重点分析了利用混合储能进行功率平滑的原理及策略。通过编程计算,说明了在平滑前后光伏电源出力的变化以及混合储能系统的功率吞吐情况,验证了所提方法的有效性。     

基于小波分析的光伏电站储能容量优化方法

光伏固有的随机性和间歇性对电力系统的安全稳定运行造成严重影响。为了提高系统稳定性,本文提出了一种基于小波分析的光伏电站储能容量优化方法。该方法根据光伏出力波动对系统的冲击不同,利用小波变换对光伏电站输出功率偏差进行多尺度分解并重构,得到多层变化平缓的低频信号和波动剧烈的高频信号,由此精确细分信号频段;用快速傅里叶变换对重构后的信号进行时频转换,得到光伏电站对不同时间响应的控制需求量;通过频谱分析,确定平滑光伏电站输出功率波动的储能配置。仿真结果表明,所提方法能够以较小的储能容量、平滑光伏电站功率波动并使实际输出功率与计划相契合,极大提高光伏的可控性,为将来大规模光伏并网提供了可能。     

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。     

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。     

大型分布式电源模型化研究及其并网特性分析 ——（一）光伏电站专题

就大型光伏电站各系统进行了模型化研究,确立了光伏电池、逆变器、控制系统的数学模型。基于这些模型,对大型光伏系统光伏电池组输出功率特性,在复杂电网环境中的输出电压、电流特性进行了理论分析,并着重分析了光伏电站在系统在故障状态下的各种响应特性和其低电压穿越能力,以及输出谐波、电压波动等其他电能质量方面的问题。部分实验验证和仿真结果表明所建立的大型光伏电站模型及其并网特性分析具备一定的正确性,为国家新能源战略提供了一定的理论基础和并网指导。     

基于功率平衡原理的最大功率点算法实现

最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,简称MPPT)控制电路及控制方法是提高光伏器件利用效果的有效手段,但是检测光伏器件输出端电压、电流的传感器增加了硬件电路的成本和体积。从功率平衡角度对逆变器工作电流与光伏器件输出功率之间的关系进行分析,结果表明控制系统逆变器的输出电流可实现光伏器件的MPPT控制。由于该方法利用了逆变器并网工作所必需的检测信号,从而避免了对光伏器件输出信号的检测,降低了成本。实验结果验证了该方法的有效性。     

光伏逆变器Burst模式最大功率点跟踪方法

提出一种光伏微型逆变器在低功率下的间歇工作模式(Burst模式)控制策略,可有效提高较低光照强度时的变换器系统效率.其中,Burst模式包括储能环节和工作环节,储能环节中逆变器停止并网工作,光伏电池的能量储存在母线上的电解电容里,导致母线电压上升;工作环节中逆变器并网输出功率,母线电压下降.传统的最大功率点跟踪(MPP...     

光伏系统最大功率点跟踪算法的改进及应用

在光伏发电系统中需对光伏电池的最大功率点进行跟踪来提高系统的输出功率.这里以光伏电池输出非线性特性为切入点展开研究,分析常规电导增量法和自适应算法的优缺点,针对其最大功率点跟踪(MPPT)动态和稳态性能不佳及启动过程特性较差的问题,提出改进的MPPT算法.在Madab/Simulink下进行了建模和仿真,仿真结果表明该...     

基于TS模型的模糊神经网络光伏MPPT控制

为了克服传统最大功率点跟踪(MPPT)方法的一些缺点,使光伏系统更加快速准确地工作在最大功率输出点,提出了基于模糊控制和神经网络控制相结合的自适应控制方法。该方法充分利用模糊神经网络处理非线性问题的优点,通过模糊控制来改变步长,利用神经网络的自学习能力来快速达到平衡,使光伏MPPT在跟踪速度和稳定性之间达到一个较优的平衡。仿真和试验结果表明,基于模糊神经网络自适应控制的MPPT方法具有较强的鲁棒性和自适应能力。     

基于改进滑模控制的光伏最大功率点跟踪技术

为了充分利用太阳能,改善光伏发电中普遍存在的跟踪速度慢、输出功率不稳定、转化效率低等缺点,基于光伏阵列工作特性和滑模变结构控制的特点,提出一种最大功率点跟踪控制策略。采用Boost电路作为实现电路,通过分析光伏阵列输出特性,设计相应滑模控制器,并对其中非线性分量进行改进;采用微滑模层代替传统的滑模面,减小系统振荡。利用Simulink仿真软件对该控制策略改进前后进行仿真分析,并与传统控制方法中的扰动观察法进行对比。仿真结果表明,该控制策略在跟踪速度、超调量以及跟踪的动态稳定性控制方面表现良好。     

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.     

基于模糊自适应PI控制的光伏发电MPPT

介绍了光伏发电过程中最大功率点跟踪(MPPT)原理,并简要分析了常规控制算法在最大功率跟踪控制中的优缺点,提出将模糊自适应PI控制算法应用到光伏系统最大功率点跟踪的控制中,该控制方法能快速响应外界环境的变化,获得系统最大功率点,且可以有效消除系统在最大功率点附近的振荡现象,提高系统的稳定性。仿真结果表明,该方法能使系统稳定地工作在最大功率点,并且控制精度高,能灵敏反应外界环境的变化。     

不规则阴影影响下光伏阵列最大功率点跟踪方法

在不规则阴影影响下,光伏阵列输出特性曲线存在多个局部最大功率点,传统最大功率点跟踪算法在此情况下难以找到全局的最大功率点,从而陷入局部最优值。为解决该问题,根据滑模变结构控制在非线性系统控制中具有响应速度快、鲁棒性强等优点和扰动观察法具有算法简洁、跟踪效率高的特点,提出了将滑模变结构控制和扰动观察法相结合的算法,将其应用到不规则阴影影响下光伏阵列的最大功率跟踪控制中,用于解决局部遮阴下多峰寻优的问题。为了验证该算法的有效性,建立了不规则阴影影响下光伏阵列的实验电路。通过与传统扰动观察法的比较,实验结果表明:在光伏阵列被部分遮蔽的情况下,该算法可以快速跟踪到全局最大功率点,使系统稳定地工作在最大功率点附近,减小输出功率的波动,从而有效地利用太阳能。     

光伏并网微型逆变器中功率解耦技术概述

在光伏并网微型逆变器中,输出功率含有两倍工频的功率脉动,而光伏组件根据MPPT算法控制输出为恒定的功率,这两者的瞬时功率不平衡通常由并联在光伏组件两端的大电解电容来解决。然而电解电容寿命有限,远低于光伏组件的寿命要求,成为影响微型逆变器寿命和稳定性的决定性因素。回顾了国内外应用于光伏并网微型逆变器中的功率解耦技术,进行分类介绍并列举了不同的电路拓扑及控制方法,最后对其进行比较并指出各种方法的优缺点。