基于RTDS两级式光伏并网V/Q控制策略仿真研究

采用实时数字仿真系统（RTDS——Real Time Digital Simulation）对太阳能进行并网控制仿真,主电路采用直流-直流（DC-DC）、直流-交流（DC-AC）与LCL滤波电路组成的两级式光伏并网发电结构.通过调节DC-DC电路的占空比来实现光伏电池阵列的最大功率点跟踪（MPPT—Maximum Power Point Tracking）控制.提出了定电压/定无功（V/Q）控制策略,无需采用复杂的锁相控制技术,成功实现了逆变器的并网控制,保证了输出正弦波形的质量与电网同频、同相的控制要求.     

光伏发电单相并网系统研究

为了建立光伏发电的单相并网系统,论文首先分析了光伏发电系统的数学模型。在此基础上,建立了由光伏电池、BOOST DC/DC电路和逆变桥及控制电路组成光伏发电单相并网模型。采用有电网电压前馈补偿的SPWM电流跟踪控制方法,实现了光伏电池的单相并网;在Simulink仿真环境下建立了该系统的仿真模型,仿真结果验证了模型的有效性。     

基于RTDS的光伏发电系统对称跌落低电压穿越无功控制策略

分析了光伏发电系统有功、无功功率解耦控制,在RTDS实时仿真系统平台搭建了DC-DC和DC-AC两级光伏逆变器模型。提出了一种新型的光伏发电系统的低电压穿越控制策略。在电网对称跌落故障情况下,光伏发电系统向电网输出一定的无功功率,支持电网电压恢复,节省无功设备投入。通过在RTDS实时仿真系统平台仿真及实验验证了控制策略的可行性和有效性。     

光伏发电系统的PSCAD/EMTDC仿真建模及孤岛检测研究

基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了并网光伏发电系统模型,分析了并网光伏发电系统的孤岛效应现象。并网逆变器采用最大功率点跟踪(MPPT)-电压控制策略,孤岛效应识别方法采用基于频率-无功电流反馈的孤岛检测方法。通过光伏发电系统输出特性仿真及孤岛检测仿真,验证了所提模型和方法的正确性。     

NPC三电平光伏逆变器并网控制策略仿真研究

介绍了基于NPC(Neutral Point Clamped)三电平逆变器的光伏发电系统并网控制策略。根据光伏阵列的等效电路,在Matlab/Simulink中建立了光伏阵列模型,利用扰动观察法对光伏发电系统中Boost电路进行最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制,对NPC三电平逆变器采用U-Q控制并网策略,并对系统进行了建模仿真。仿真结果表明,该控制策略能够准确地实现光伏的最大功率点跟踪,并能有效地保证将逆变器直流侧传输的有功功率注入电网。     

基于Matlab/Simulink的三相光伏发电并网系统的仿真

根据光伏阵列的输出伏安特性,建立了光伏阵列通用仿真模型,并在此基础上提出了一种自适应占空比干扰观察法,建立了以Boost电路为核心的仿真模型,通过控制Boost DC-DC变换器实现了光伏阵列的最大功率点追踪（MPPT）,提高了光伏阵列的利用效率。对于三相光伏发电并网系统的研究,本文主要从PQ控制原理入手,在dq坐标系下建立了仿真模型,通过仿真得出PQ控制下的三相光伏发电并网运行特性,证明了仿真模型的正确性和有效性。     

光伏发电系统利用直流-异步电机并网控制方法的研究

针对光伏并网逆变器存在成本高、故障率高、谐波含量大及控制复杂等问题,提出了一种实用的光伏发电系统利用直流-异步电机并网的方案。该光伏并网系统中直流电机和笼型异步电机同轴旋转,实现直流电能和交流电能之间的转换。由光伏电源为直流电机供电,直流电机拖动异步电机完成电机的起动过程;当电机转速接近同步速时并网开关合闸,实现光伏发电系统的并网运行。光伏系统并网后,通过调节直流电机的端电压实现对异步电机输出有功功率的控制,保证直流母线电压的稳定。在MATLAB/Simulink环境下对光伏电源利用直流-异步电机并网系统进行仿真,仿真结果验证了该方案的正确性和可行性。     

隔离型直流模块式光伏并网系统控制研究

传统的光伏并网系统为了获得与电网电压相匹配的直流输出电压,需将多个光伏组件串、并联后经过非隔离DC-DC变换器,其结构扩充性较差,且无法实现每块光伏组件的最大功率点运行。直流模块式光伏并网系统采用高频隔离型DC-DC连接单个光伏组件和直流母线,并可根据实际需要将多个子模块相并联。该结构不仅具有安装灵活、维修方便等优点,还保证了每块光伏组件的最大功率点运行,提高了光伏电池的效率,且前后级相隔离提高了系统的安全性,适用于城市建筑集成光伏(BIPV)中。文章以隔离型全桥拓扑作为光伏直流模块中的DC-DC变换器,分析了直流模块式光伏并网系统的工作原理,对多直流模块并联情况进行研究,提出了控制策略。最后构建了直流模块式光伏并网系统的实验原型和仿真模型,验证了系统和控制的可行性。     

参与配电网电压调节的分布式光伏发电系统新型控制策略

针对分布式光伏发电系统接入配电网对电压分布带来的影响,提出一种参与配电网电压调节的分布式光伏发电并网控制策略。该策略的功率外环综合考虑了分布式光伏发电系统出力波动以及负荷变化等因素对配电网电压的影响,电流内环采用模型预测电流控制方法实现对参考电流指令的跟踪。该策略具有良好的动静态性能和跟踪精度,且避免了比例积分控制中繁琐的控制参数整定。最后在RTDS仿真平台上搭建了含分布式光伏发电系统的配电网模型,仿真验证了所提控制策略的有效性。     

基于RTDS的光伏并网数字物理混合实时仿真平台设计

作为清洁的可再生能源,太阳能光伏发电已成为国内可再生能源发展战略的重要内容。运用数字物理混合的硬件在环仿真方法对光伏并网系统的特性进行研究,能够提供便捷的实验条件和准确的实验结果。基于RTDS(Real Time Digital Simulator)实时仿真系统,通过其数模接口同外部DSP构成数字物理闭环,设计了一种光伏并网系统的硬件在环仿真平台,建立了容量为520 kWp的光伏并网系统,实现了最大功率跟踪和并网控制的功能。最后对RTDS系统内的闭环仿真结果进行了分析,验证了所提出的数模混合硬件在环实时仿真方法的可行性和有效性。     

两级隔离式微功率光伏并网系统仿真与研究

交流模块式作为一种光伏发电系统架构,具有抗阴影能力强、即插即用、可靠性高等优点,已成为光伏发电系统的重要架构之一.重点介绍了交流模块式发电架构的核心设备,即前级采用全桥LLC谐振变换器、后级采用全桥逆变器的两级电路结构的微功率光伏并网逆变器(PVMI)方案,建立了基于Psim包括并网电流控制、MPPT、孤岛保护在内的光伏并网系统仿真模型.仿真验证了所采用的光伏系统方案的可靠性和先进性,为试验样机的开发提供了理论基础.     

基于RTDS的大型光伏并网发电系统仿真研究

研究了大型光伏并网发电系统的结构和控制原理,确立了光伏电池、逆变器和控制系统的数学模型,采用的最大功率跟踪控制原理可以准确跟踪系统的最大功率输出。在RTDS数字仿真装置上搭建内蒙古某5 MW光伏并网发电系统的模型。通过所建系统的仿真模型,分析了光照强度和温度变化对系统传输功率的影响,并验证了仿真模型的正确性以及工程仿真分析的可用性,仿真结果表明搭建的模型可以准确仿真并网光伏发电系统的稳态运行。     

基于蓄电池储能的光伏并网发电功率平抑控制研究

针对光伏发电因光照强度与温度变化而导致的发电功率波动问题,提出一种储能型光伏并网发电系统,以抑制并网功率的波动。以光伏发电最大功率跟踪和并网逆变控制为基础,引入蓄电池储能系统,实现对发电功率削峰填谷、平抑的功能。光伏发电系统采用两级功率变换结构,以最小化逆变器容量,解耦最大功率控制与逆变并网控制。在逆变器直流母线上并接双向DC/DC变换器,对储能电池充放电予以管理。在功率平抑控制中,储能系统采用双环控制,内环控制储能电池电流,外环则分两种情况:1)电网正常时为功率外环;2)电网故障时为电压外环。系统不仅具有最大功率跟踪和并网发电功能,还具有并网功率平抑功能。当电网因故障而断开时,系统将光伏发电能量储入蓄电池,提高了发电效率,确保了直流母线电压稳定。对整个系统建立仿真模型和实验样机,仿真和实验结果验证了所提出的控制方法可行、有效。     

基于Simulink的单相光伏并网逆变器仿真研究

针对光伏电池输出电压范围宽的特点,提出了一种准两级主电路拓扑的单相光伏并网逆变器方案,并建立了基于Simulink的,包括光伏电池模型在内的光伏发电系统仿真模型。仿真结果表明,系统采用的改进变步长扰动观察法,可有效减小最大功率点跟踪时的振荡;无差拍控制保证并网输送的电能质量高;有源频率漂移法能快速、有效地实现孤岛保护。仿真验证了所采用的光伏系统方案的可靠性和先进性,为试验样机开发提供了很好的仿真基础。     

微电网光伏发电系统控制与稳定性研究

在分析光伏电池原理及最大功率跟踪基础上,分析了含光伏发电系统的微电网模型。对光伏系统控制采用的是两级式控制,前级Boost DC/DC实现光伏阵列最大功率跟踪控制以稳定直流母线电压,并可升高电压以满足后级逆变器需要。后级为DC/AC逆变器,对逆变器采用V/f控制策略,此控制策略用以保证微电网的频率电压的稳定性。在Matlab/Simulink平台搭建含光伏发电系统的微电网仿真模型,分别对在并网运行时改变光照和在孤岛运行时改变负荷进行仿真,验证控制策略能够保证光伏发电系统的稳定运行。     

基于蓄电池储能的光伏并网发电功率平抑控制研究

针对光伏发电因光照强度与温度变化而导致的发电功率波动问题,提出一种储能型光伏并网发电系统,以抑制并网功率的波动.以光伏发电最大功率跟踪和并网逆变控制为基础,引入蓄电池储能系统,实现对发电功率削峰填谷、平抑的功能.光伏发电系统采用两级功率变换结构,以最小化逆变器容量,解耦最大功率控制与逆变并网控制.在逆变器直流母线上并接双向DC/DC变换器,对储能电池充放电予以管理.在功率平抑控制中,储能系统采用双环控制,内环控制储能电池电流,外环则分两种情况:1)电网正常时为功率外环;2)电网故障时为电压外环.系统不仅具有最大功率跟踪和并网发电功能,还具有并网功率平抑功能.当电网因故障而断开时,系统将光伏发电能量储入蓄电池,提高了发电效率,确保了直流母线电压稳定.对整个系统建立仿真模型和实验样机,仿真和实验结果验证了所提出的控制方法可行、有效.     

多路并网光伏发电系统的仿真与分析

对一种多路并网光伏发电系统进行了细化研究,该系统中所有光伏阵列各自通过一个Boost DC/DC电路和同一个逆变器并联,然后实现并网。先讨论了各主要元件的参数选取方法,并确定了控制策略。前级Boost斩波电路通过调节占空比改变光伏阵列的输出电压,实现最大功率点跟踪;后级逆变电路采用电压外环,电流内环的双环控制方法,电压外环控制逆变器直流侧电容电压的稳定并给出内环电流参考值的幅值,电流内环控制逆变器输出电流为参考值以实现并网,各路光伏阵列的最大功率点跟踪相互独立,互不干扰,提高了效率。最后用Matlab/Simulink进行了仿真,验证其有效性。     

三电平光伏并网发电系统漏电流抑制研究

针对非隔离三电平光伏发电系统存在漏电流和中点平衡问题,提出一种有限集模型预测控制方法,实现光伏并网逆变器的正常并网运行。采用2个中矢量和1个零矢量实现漏电流抑制,与传统方法相比,该方法漏电流最低。三电平升压控制器实现中点电位平衡和直流侧电压控制;三电平光伏并网逆变器实现并网电流快速跟踪控制。仿真验证了所提控制算法具有快速的跟踪性能、直流侧电容电压平衡控制和漏电流抑制。     

基于虚拟同步机技术的光伏发电系统低电压穿越控制方法

低电压穿越控制是保证光伏发电系统安全稳定并网运行的技术难题之一,提出了一种改进型虚拟同步发电机控制方法,以实现光伏发电系统低电压穿越控制。该策略针对对称故障和不对称故障两种情况,加入了限幅环节,并通过超级电容器储能单元控制直流母线电压并吸收过剩功率。利用Matlab/Simulink仿真软件搭建了光伏发电系统的仿真模型,分别对对称故障和不对称故障情况下改进型虚拟同步发电机控制策略进行了仿真研究,仿真结果验证了所提出控制方法的有效性和可行性。     

改进单周期控制策略的双向大变比DC-DC开关变换器

大变压比的双向DC-DC变换器广泛地应用于电池的充放电系统、电动汽车、不间断电源、启动/发电系统、光伏发电系统和航空电源系统等场合,其重要性能指标是效率、质量和成本。但是传统非隔离型双向DC-DC变换器在高频下难以取得较大变压比,同时会导致较大的电压电流应力和较大的损耗。为实现非隔离型双向DC-DC变换器的大变比应用,将耦合电感引入非隔离双向DC-DC变换器,实现输入输出电压大变比和效率提升;针对新型双向大变比直流变换器升降压Buck/Boost电路,提出一种改进单周期控制模型,该模型基于所提电路不同工作模式下的有效占空比并结合输出反馈补偿控制,实现有效控制和提高负载的动态响应能力。分析具有耦合电感双向DC-DC开关变换器的工作原理和控制特性,并通过计算机仿真和样机实验验证了所提电路和控制策略具有更高的转换效率、更强的鲁棒性和优良的抗扰动能力。