大规模并网光伏电站逆变器室供电方案探讨

该研究以内蒙古巴彦淖尔市某30 MW光伏电站为研究对象,针对大规模并网光伏电站占地面积大、逆变器室布局分散的特点,从技术和经济的角度对这3种供电方案进行了对比分析,得出了分散供电方案更适用的结论。     

大规模并网光伏电站逆变器室辅助电源供电方案研究

逆变器室在大规模并网光伏电站中占有举足轻重的地位,其辅助电源的供电方案直接关系到电站的运行稳定性和投资成本。为分散的逆变器室提供辅助电源时,可采取集中供电和分散供电两种方案。以内蒙某20 MWp光伏电站为研究对象,从技术和经济的角度对这两种方案进行了分析和比较,得出了分散供电方案更优的结论,并在此基础上对方案进行了优化。研究成果对大规模并网光伏电站的设计有重要的参考价值。     

三相级联VSI光伏并网逆变器的研究

针对光伏阵列间模块失配与部分阴影等导致的各光伏阵列最大功率点(MPP)不一致,以及整体跟踪方法会损失部分功率等问题,提出一种三相级联多电平光伏并网逆变方案。该方案拓扑结构采用三相级联电压源型逆变器(VSI),对三相级联VSI等效模型进行分析,调制方式采用载波相移正弦脉宽调制(CPS-SPWM)技术。并网控制策略采用基于电网电压定向矢量控制(VOC)的双闭环并网控制。仿真与实验结果验证了所提方案的可行性。     

光伏并网逆变器控制方法研究

随着技术日新月异的进步,光伏发电技术将成为最具发展前景的发电技术之一。光伏并网逆变技术可以采用电压型PWM整流器的拓扑结构,这种拓扑结构能够实现单位功率因数和降低网侧谐波等优点。光伏并网系统受光照强度和环境温度的影响比较大,如果使光伏阵列一直工作在最大功率点,则光伏阵列能量利用率将会达到最大。因此,最大功率点跟踪(MPPT)技术是光伏发电技术的必备关键技术。研究了带有MPPT技术的基于同步旋转坐标系VSR的三相光伏并网逆变控制方法。整体系统控制采用电压外环和电流内环的双闭环控制系统。一方面控制电压工作于最大功率点,另一方面控制电流跟踪于参考电流。根据该方法试制了系列化光伏并网逆变器样机,试验结果表明,该系统具有较好的稳态和动态性能,验证了该方案的有效性。     

大规模光伏电站集中并网对电网的影响分析及对策

随着国家鼓励光伏发展政策的出台,新一轮光伏电站大规模建设已铺开。光伏电站类型复杂,其带来的控制、送出和消纳问题,对电网运行和稳定特性影响深刻,对电网安全带来了巨大挑战。针对大规模光伏电站并网发电后对电网运行的影响和分布式光伏发电对配网的影响,从大规模光伏电力的消纳与送出、运行与控制、电网调峰、安全稳定、电能质量和配电网电压控制、抗扰动能力等方面的因素进行了综合分析,提出了建立新能源技术支持系统平台和提高光伏集中接入地区电力外送及消纳能力等应对的措施。     

大规模分布式光伏电站并网对电网运行的影响

基于大规模的光伏电站并网建设,分析了光伏电站的系统原理与并网电站的特点,对其接入并网系统的孤岛效应、谐波特性、逆变器输出电压等方面进行了分析,探讨了大规模光伏电站并网对大电网和配网的影响。     

逆变器侧电流反馈的LCL型三相光伏并网逆变器解耦控制

为了实现LCL型三相光伏并网逆变器dq轴的解耦控制,同时提高系统的动态响应速度,在同步旋转坐标系下,提出一种适用于逆变器侧电流反馈的前馈解耦控制策略。并在电压外环中引入光伏阵列功率前馈、电流内环中引入电网电压前馈。视各耦合项为扰动,采用闭环传递函数的求解方法以获取实现解耦控制的前馈系数,同时分析了滤波器参数在发生变化时其对dq轴解耦效果的影响。通过Matlab建立系统仿真模型,仿真结果表明:所提解耦控制策略使LCL型三相光伏并网逆变器不仅实现了dq轴的解耦控制,而且在保证强鲁棒性及高入网电流质量条件下具有良好的动、静态性能。     

单相逆变器并网控制方法的对比研究

传统的单相光伏并网逆变器通常采用PI控制器。然而PI控制器有两个缺点,除了抗扰能力有限外,在参考信号为正弦波的情况下还具有稳态误差。为了克服这些缺点,本文对比例谐振控制(PR)和无差拍控制进行了研究,并与传统的PI控制器进行对比。首先,通过在基波频率处引入一个无穷大的增益并对比例谐振控制器(PR)的性能进行分析。此外,采用无差拍控制原理,设计适合单相光伏逆变器系统的无差拍控制器。并通过调整PR控制器的主要参数进行控制器设计。文章最后通过仿真,对PR控制器和无差拍控制器的动态和稳态特性以及总谐波失真(THD)等性能进行相比分析。结果表明,无差拍控制器具有更好的动态干扰抑制能力,而PR控制器具有良好的稳态特性。     

基于重复控制的三相NPC光伏并网逆变器研究

由于三相光伏发电系统易被死区效应、非线性负载等周期性扰动影响,使输出电流波形失真;三电平NPC逆变器工作时中性点电压偏移,也会降低系统输出电能质量。针对以上问题,提出采用电流PI闭环控制以及重复控制相互结合的复合控制方法,基于内模原理的重复控制可以有效地抑制光伏系统中的周期性干扰;并且九段法SVPWM调制方法把每个采样周期分成九小段,开关时序彻底对称,在每一个大区都选取同样的正小矢量首发,符合所有三电平NPC逆变器开关时序的设计要求,且通过闭环控制冗余小矢量的实时调整,使中性点电压平衡,有助于降低输出电流的谐波含量。仿真结果表明基于复合重复控制的三相光伏并网逆变器的九段法空间矢量调制可以在平衡中性点电压的同时,使得逆变器输出电流具备更好的稳定性,谐波含量更少,并网电流能够很好地跟踪电网电压,实现相同的频率和相位,使有功功率全负荷输出。     

基于最小二次支持向量机控制的光伏并网逆变器的研究

根据光伏并网逆变器的特性,设计了一种基于支持向量机算法控制和PI调节的综合控制方案,采用PI作为反馈控制,最小二次支持向量机作为前馈控制。从理论分析和MATLAB实验仿真两方面验证了系统具有良好的稳定性和抗扰性。     

三相光伏并网逆变器dq旋转坐标系下无差拍功率控制

根据三相光伏并网逆变器dq旋转坐标系下数学模型,推导了三相光伏逆变器输出有功功率、无功功率和电网电压、逆变器输出电压、电流之间关系。提出基于空间矢量调制的无差拍功率控制策略,实现三相光伏并网逆器有功功率、无功功率的快速跟踪和解耦控制,输出三相电流波形正弦度好,有功功率和无功功率波动小,且输出频率固定,有利于滤波电感的设计。在一台12 kW样机上进行了实验验证,实验结果表明三相光伏并网逆变器具有良好的静、动态特性,无差拍功率控制策略正确可行。     

基于反馈线性化的光伏并网发电系统优化控制

首先建立了光伏阵列的通用仿真模型,针对常用最大功率跟踪方法中增量电导法在温差较大时启动寻优较慢的问题,将开路电压在线温度补偿法与增量电导法相结合。基于输入输出反馈线性化技术,设计了三相光伏逆变器的非线性解耦控制系统。最后利用PSCAD/EMTDC仿真对上述系统模型和控制策略进行了仿真验证。结果表明:该控制系统能够快速跟随光照和温度的剧烈变化准确实现最大功率跟踪,有效实现了有功功率和无功功率的解耦控制,具有较强的鲁棒控制特性。     

三相并网逆变器直接功率控制

根据三相并网逆变器的动态数学模型,详细推导和分析了各电压矢量对有功功率变化和无功功率变化的影响.根据有功功率变化的符号与无功功率变化的符号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比较小.在此基础上,提出了一种基于新开关表的直接功率控制.该控制策略可实现有功功率、无功功率的解耦控制以及功率因数任意...     

光伏并网发电系统孤岛检测技术

孤岛检测是光伏系统并网必需的功能,要求既能快速检测出孤岛状态,同时又能尽量减少对电网的不良影响。介绍孤岛状态产生原理及其带来的负面效应。阐述并网逆变器侧本地检测技术中各种方法的工作原理,并就每种方法的检测盲区、适用范围、对系统电能质量及暂态响应的影响等进行论述。指出在减少对系统影响的基础上,进一步提高检测效率、减小或消除检测盲区以及将基于不同原理的孤岛检测方法组合使用,将是今后孤岛检测研究的重要方向。     

三相光伏并网逆变器电网高阻抗谐振抑制方法

针对电网电压高阻抗LCL滤波器谐振问题,提出一种虚拟电阻+电容有源阻尼方法。该方法将虚拟电阻和电容串联之后与三相光伏并网逆变器的滤波电容并联。通过滤波电容电压得到虚拟电阻和电容支路的电流,将虚拟电阻和电容支路的电流作为LCL滤波器谐振抑制有源阻尼电流给定。通过逆变侧电流闭环控制,实现对三相光伏并网逆变器电网高阻抗LCL滤波器谐振抑制。建立15 k W的T型三电平三相光伏逆变器平台,对所提有源阻尼方法进行稳态实验,实验结果验证所提方法的可行性和正确性。     

微型光伏并网逆变器的研究

研究了单级反激式变换电路在单相光伏并网微型逆变器中的工作原理及控制方式,引入了有源箝位软开关技术提高整机变换效率,采用双路交错并联的电路结构降低输出电流纹波,降低入网电流THD。对微逆变器进行了详细的小信号闭环系统建模、分析和控制方案设计。利用孤岛检测技术保护脱网状况下的逆变器的安全运作,使用飞思卡尔数字信号处理器作为全数字闭环控制策略的核心控制芯片。saber软件仿真及制作的1台200 W实验样机验证了该方案的可行性与高效性。     

单相光伏并网逆变控制器的优化

针对单相光伏并网系统中直流母线电压纹波比较大的特点,提出一种新型的周期数组滤波器,对逆变电压环控制器的输出进行二次谐波分量的检测与滤除,有效地抑制电压纹波对并网逆变控制器中输出电流参考的不利影响,从而降低并网电流的畸变率.另外针对并网逆变器中滤波电感值随电流变化导致低功率输出时并网电流畸变较大的现象,在电流环控制器中加入串联电感补偿算法,改善逆变器在低功率输出时的并网性能.最后在3kW单相全桥光伏并网逆变器样机上的实验结果验证了所提出的周期数组滤波器和串联电感补偿控制算法的可行性.     

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。     

分布式光伏发电并网方案研究

介绍了分布式光伏电站接入配电网的整体设计原则,包括接入方式的选择、继电保护和调度自动化的配置。介绍了光伏侧和电网侧保护配置及短路电流、电压波动率的计算方法,并提出一种10 k V并网系统调度自动化的典型方案。通过实际工程中的应用验证了设计方案的可行性及稳定性。通过对并网接入技术的研究,为分布式光伏接入设计提供了指导。