基于下垂控制与MPPT的电压源型光伏并网逆变器

首先基于下垂控制,实现逆变器电压源控制,在单级光伏逆变器结构中,将最大功率点跟踪(MPPT)控制嵌入到下垂控制中,提出一种有功功率内环、直流电压外环的控制方法,实现了并网过程中直流电压调整的快速性和稳定性。最后通过仿真和实验分别验证了上述设计的正确性,实现了光伏并网逆变器电压源控制下的并网、离网运行模式无缝切换和MPPT跟踪。     

单相级联离网光储混合系统混合调制控制方法

改善离网光储混合系统综合性能的关键在于降低开关损耗、提高输出波形质量.针对由光伏电池和蓄电池组成的单相级联离网光储混合系统,综合运用基频调制和高频调制,提出混合调制控制方法,将系统分为主输出逆变器和辅助输出逆变器.主输出逆变器采用基频调制,降低开关损耗;辅助输出逆变器采用高频调制,消除输出电压中的谐波.根据离网光储混合系统昼夜运行时的不同特点,提出了适用于昼间模式的导通角调节方法和适用于夜间模式的基于相移的功率调节方法.所提控制方法实现了输出电压恒定,保证了系统的稳定运行,最后通过实验验证了该方法的正确性和有效性.     

基于模糊参数自校正PID方法的光伏发电系统MPPT控制

针对光照强度变化的不确定性、光伏电池阵列温度变化、负载变化和光伏电池强非线性,使光伏电池阵列的最大功率点变化的情况,提出一种采用模糊参数自校正比例、积分、微分(PID)控制实现光伏系统最大功率点跟踪(MPPT)控制的方法。Boost变换器属于并联开关变换器,采用Boost变换器实现MPPT。模糊参数自校正PID控制方法能合理地处理好控制精度和速度的矛盾。论述了模糊参数自校正PID控制器的结构、参数确定、规则的生成、模糊决策与推理。仿真结果表明所提方法可有效消除最大工作点处的振荡现象且易于实现,提高了系统的稳定性。     

一种统一并离网模式的串联型光伏微网分层分布式控制策略

相较于传统并联型微电网,串联型微电网将低压微源变换器输出端直接相串联进行升压供电,具有无需额外升压环节、无环流问题、电压质量高、系统效率高、功率协调控制简单等优点,为微电网的组网方式提供了一种新的有效途径。面向串联光伏微电网系统,本文提出了一种统一并离网模式的双层分布式控制策略,基于串联光伏模块邻近通信的功率因数角一致性协议,底层一次控制实现频率同步和功率协调,上层二次控制实现并离网模式管理、并网下功率优化和离网下电压频率恢复等功能,所提分层分布式控制能够保证并离网双模式及其无缝切换下的稳定运行。最后搭建了四台逆变器串联实验平台,结果验证了所提控制方法的可行性和有效性。     

基于虚拟同步电机的单级式光伏系统控制策略

为同时实现光伏系统的单级式接入以及光伏系统的惯性响应,提出了基于虚拟同步电机的单级式光伏系统控制策略。系统将光伏阵列以及蓄电池并联作为电源,通过DC/AC逆变器与交流负载和电网相连。电源侧通过粗调加微调的控制策略调整蓄电池侧双向DC/DC变流器的电压参考值实现单级式光伏系统的最大功率输出;离网运行时DC/AC逆变器一方面通过无功电压下垂控制直接调节逆变器输出电压。另一方面将有功频率下垂控制作为其调频器调节频率,并结合同步电机的转子运动方程,使逆变器模拟同步电机具有惯性的功能。在MATLAB/SIMULINK中建立了包含光伏阵列、蓄电池以及DC/DC和DC/AC变流器的单级式光伏系统并进行了时域仿真,仿真结果验证了所提控制能够有效改善频率的暂态响应,提高系统抗干扰能力。     

可调度型光伏逆变器滑模电压控制方法研究

为改善小容量户用光伏发电系统中并网逆变器的有功无功调度跟踪性能及并/离网切换控制性能,提出一种逆变器滑模电压控制方案。光伏发电系统并/离网运行情况下逆变器均采用电压控制模式,无需模式切换。采用滑模控制方法实现逆变器电压控制,根据有功无功的调度指令,调节逆变器输出的端电压,实现并网模式下逆变器输出功率灵活快速跟踪调度指令的特性。在Matlab/Simulink仿真平台对所提出的控制方案进行仿真验证。结果表明,所提控制方案简单易行、功率快速跟踪调度指令能力强、并/离网过程迅速无冲击。     

交直流型微电网中光伏逆变器并联控制策略

针对光伏电源和储能装置主要配置在直流网,交流网在离网时需克服光伏电源出力波动的问题,提出一种微电网离网模式下的光伏逆变器并联控制策略:直流网侧逆变器为主逆变器,采用恒定电压幅值以及 P-f 下垂法为交流网提供全部无功及部分有功功率;少数较小容量的光伏逆变器为从逆变器,从逆变器不提供无功,采用自适应下垂系数法输出与实时最大功率匹配的有功功率,既维持交流网电压稳定,又充分利用光伏发电.基于 MATLAB 的系统模型仿真证明了该方法的正确性与可行性.     

基于串联型分布式MPPT架构的直流微网系统无缝切换控制策略

为了提高直流微网系统中光伏单元的输出功率,以串联型分布式最大功率点跟踪(MPPT)架构代替传统的集中式MPPT架构,以光伏单元、蓄电池和负荷组成的直流微网系统为研究对象,分析了串联型分布式MPPT架构的控制策略。在不增加通信电路的前提下,提出了一种从MPPT模式到稳压降功率模式的无缝切换控制方法;为了保证直流母线电压稳定、串联型分布式MPPT架构安全运行以及延长蓄电池寿命,设计了直流微网系统的工况与能量管理控制策略。通过MATLAB/Simulink仿真分析表明:在环境失配情况下,采用串联型分布式MPPT架构可以大幅提升光伏单元的输出功率;所提控制方法可以有效地完成模式之间的无缝切换;所设计的系统能量管理控制策略可以良好地协调各单元运行,实现系统安全、稳定、高效运行。     

一种单相逆变器并离网切换的统一控制策略

分布式能源系统中,逆变器通常具有并网运行与孤岛运行两种模式。当逆变器并网运行时,一般表现为电流源特性,向电网输送功率;当逆变器孤岛运行时,一般表现为电压源特性,控制本地电网电压与频率稳定;逆变器并离网切换过程时需进行两种控制模式的模式切换。提出一种基于下垂控制的单相逆变器统一控制策略,构造一种电压源电网支撑型逆变器,在并网与离网模式下均可稳定运行,从而实现并离网工况的无缝切换。建立逆变器阻抗模型,基于阻抗模型设计了下垂控制策略和下垂曲线,给出了逆变器并离网切换的控制逻辑,构建了实验样机,通过实验验证了所提出的理论分析和控制策略的可行性。     

基于最优梯度法MPPT的三相光伏并网逆变器

光伏并网发电系统是光伏系统发展的趋势.本文介绍了三相光伏系统的系统控制原理和数学模型推导,着重阐述了用最优梯度法实现了最大功率点跟踪（MPPT）的基本原理.根据光伏阵列的特性,设计了一套新型的能实现MPPT的三相光伏并网逆变器.该逆变器采用桥式结构,控制部分采用基于最优梯度法的MPPT策略,实现了与网压同步的正弦电流输出,并且基本上实现了单位功率因数运行.     

光伏并网逆变器最大功率传输控制研究

建立了光伏并网逆变器的EL功率模型。基于EL功率模型和无源控制理论,通过光伏阵列MPPT的最大功率计算光伏并网逆变器期望最大输出功率,利用阻尼注入方法设计了光伏并网逆变器无源功率控制器。该无源功率控制器可使光伏并网逆变器输出功率有效跟踪光伏阵列最大功率点的功率,进而实现最大功率传输;同时可实现网侧单位功率因数、电流低谐波。仿真及实验结果表明基于EL功率模型的无源功率控制器可实现光伏并网逆变器最大功率传输。     

适用于光伏微网并网和孤岛运行的控制策略

光伏微网的谐波问题和孤岛运行逆变器间的环流问题变得越来越突出,提出一种含有串联逆变器和并联逆变器的并网接口,并对下垂控制环节进行改进。在光伏微网并网运行时,通过串联逆变器实现最大功率点跟踪,同时通过对并联逆变器的控制,达到消除谐波电流、补偿三相不平衡电流达到电能质量治理的目的。在光伏微网孤岛运行时,采用改进的下垂控制策略,即在下垂控制环节引入无功功率扰动环节来减小并网逆变器输出端电压幅值差,从而抑制环流,实现功率的自主分配。Matlab仿真结果验证了所提控制方法的有效性和可行性。     

单相光伏并网逆变器的研究

介绍了单相并网逆变器的软硬件控制回路,包括两级式单相光伏系统拓扑结构和最大功率跟踪功能,以及反孤岛效应等功能,并网逆变器的输出控制为电压源系统,保证输入的直流电压尽可能快地进行调整,实现对光伏阵列的MPPT控制,MPPT采用固定参数法与扰动观察法相结合的复合控制算法.孤岛效应检测采用了基于电网非特征次谐波阻抗的主被动相结合的检测方法.并在此基础上以TMS320F2406和IPM为硬件核心,研制出了5kW的实用化产品样机,现场运行结果表明所提出的控制方案具有良好的动态和稳态性能.     

光伏发电系统运行模式无缝切换控制策略

传统独立光伏发电采用电压型控制,并网光伏发电采用电流型控制,无法实现运行模式的无缝切换。为此,提出光伏发电系统在2种运行模式下都采用电压型控制,避免控制策略切换所引起的冲击。针对光伏发电系统的特点,分别设计了光伏逆变器在孤岛运行、并网运行及模式切换时的下垂控制策略。将下垂控制进行改进,通过动态平移下垂曲线,使光伏逆变器并网运行时能够始终输出最大有功功率,抑制不同情况下的功率偏移,同时维持直流母线电压稳定,孤岛运行时能够跟踪电网运行状态,减小并网瞬间的冲击。仿真结果和实验结果均验证了所提控制策略的有效性,光伏逆变器在孤岛模式及并网模式都能够满足稳态运行要求,模式切换暂态过程平滑无冲击。     

电导增量法实现MPPT单级光伏并网逆变器的仿真研究

光伏并网发电系统是光伏系统发展的趋势.本文介绍了单级光伏系统的拓朴结构和工作原理,着重阐述了用电导增量法实现MPPT的基本原理.根据光伏阵列的特性,设计了一套新型的能实现最大功率跟踪的光伏并网逆变器,逆变器采用单级结构,控制部分采用基于DSP ( TMS320LF2407) 控制的最大功率跟踪和电流跟踪控制策略,实现了与网压同步的正弦电流输出以及高功率因数运行.     

基于分布式共识协同的光伏逆变器电压控制策略研究

为了解决大规模分布式光伏接入配电网导致光伏并网点出现电压越限问题,提出了一种基于分布式共识协同(distributed consensus collaboration, DCC)的光伏逆变器电压控制方法。光伏逆变器电压控制采用基于功率调节的下垂控制模式,利用下垂控制调节光伏的有功功率与无功功率,实现对光伏并网点电压的控制。分布式协同共识是将接入系统的光伏有功功率输出与光伏最大输出跟踪比作为状态变量,通过分布式共识协同算法实现下垂控制启动参数的调整和光伏逆变器之间的电压协同控制。通过一个含分布式光伏的真实馈线系统进行算例验证,基于德国DIgSILENT软件进行仿真。结果表明,所提电压控制方法能有效抑制光伏并网点的电压越限问题,并在电压调节过程中降低光伏有功功率出力的削减,提升光伏逆变器的无功功率调节量。     

基于自适应虚拟阻抗的构网型与跟网型逆变器主导微网系统无功功率均分控制策略

在由构网型(grid-forming, GFM)与跟网型(grid-following, GFL)逆变器主导的孤岛微网系统中，GFL逆变器主动参与功率的二次调节可增强微网系统的无功功率调节与带载能力。然而，由于逆变器容量不等、控制方式不同以及输电线路阻抗不匹配，实现异构逆变器间无功功率均分面临困难。文章将倒下垂控制应用于GFL逆变器使其具备类似GFM逆变器的功率下垂特性，并分析了GFM与GFL逆变器互联下无功功率的分配原理；在此基础上，提出一种通过相邻逆变器无功功率偏差信息驱动的自适应虚拟阻抗策略，实现GFM与GFL逆变器在不同输电线路阻抗、不同分配比例下的自适应无功功率均分，并给出相关控制参数的选取方法；最后，在MATLAB/Simulink中测试所提策略在线路阻抗变化、负荷投切、逆变器容量不等与即插即用场景下的适用性，验证了理论分析的正确性。     

蓄电池SOC限值下的微电网协调控制策略研究

微电网在孤岛模式中,由光伏阵列和储能电池并联构成的光伏逆变器作为V-f模式主控单元调节系统电压频率稳定,当光伏阵列输出功率不能满足系统需求且储能电池达到SOC限值时,逆变器不能保证系统稳定。针对此问题,本文在含光伏系统最大功率跟踪和储能电池充放电特性的系统中,提出了一种改进的V-f模式和P-Q模式控制算法,采用P-Q模式下的微燃机作为后备V-f模式调节单元,通过与光伏逆变器控制模式的切换解决了系统稳定性问题,同时在光伏阵列输出功率过剩的情况下提高了可再生能源的利用率。通过PSCAD/EMTDC软件仿真验证了其控制策略的有效性。     

串联型Z源光伏并网发电系统

提出了一种串联型Z源光伏并网发电系统,与传统的Z源光伏并网发电系统相比,具有更高的功率密度,同时光伏电池与逆变桥臂实现了共地,电磁干扰(EMI)也更小.分析了串联型Z源逆变器的工作原理,并提出了一种能够维持直流链峰值电压恒定的Z源电容电压控制方法,设计了该系统并网控制策略,实现了光伏电池的最大功率点跟踪(MPPT)、直流链电压的升压以及网侧电流的单位功率凶数运行.仿真和实验结果证明所提串联型Z源光伏并网发电系统能够适应光伏电池电压的宽范围变化,具有很好的应用前景.     

以电导增量法实现MPPT的单级光伏并网逆变器

介绍了单级光伏系统的拓朴结构和工作原理,着重阐述了用电导增量法实现最大功率跟踪(MPPT)的基本原理。根据光伏阵列的特性,设计了一套能实现最大功率跟踪的新型光伏并网逆变器。该逆变器采用单级结构,控制部分采用基于DSP(TMS320LF2407)控制的最大功率跟踪和电流跟踪控制策略,实现了与网压同步的正弦电流输出及高功率因数运行。