基于虚拟仪器技术的光伏逆变器低电压穿越测试系统

低电压穿越(Low Voltage Ride-through,LVRT)是考核光伏逆变器并网性能的一项重要指标。为了实现光伏逆变器在低电压穿越测试过程中交流侧电压与电流的实时监测以及测试结果评价,设计了一种基于虚拟仪器技术的光伏逆变器低电压穿越测试系统。介绍了光伏逆变器低电压穿越测试系统的硬件结构和软件设计方案,研究了光伏逆变器低电压穿越测试有功功率恢复和动态无功支撑等关键指标计算方法。在此基础上,通过实例验证了平台具有较高的测量精度。     

光伏并网逆变器检测平台的研制

为保证光伏并网逆变器的性能及安全,研制了检测平台,分析了并网逆变器的测试方法和步骤,介绍了光伏并网逆变器检测平台的开发。整个检测平台由控制计算机、数据采集系统、RS 485和通用接口总线(general-purpose interface bus,GPIB)系统组成。检测平台由可编程的直流电源、交流电源和RLC负载分别模拟太阳能电池板、电网特性以及负荷特性。整个系统通过LabVIEW软件界面控制,由GPIB和RS 485总线实现仪器间的通信控制,提高了系统的自动化程度。该检测平台可用于光伏并网逆变器电气性能测试、保护功能测试、电磁兼容测试等。实践证明该系统结构配置合理、设备可靠、精度高。     

光伏并网逆变器检测技术初探

为推动和规范我国并网光伏逆变器产业的发展,制定合乎电网企业运行要求的产品标准,建设了光伏并网逆变器测试平台,以检验入网逆变器设备的性能,完善检测标准.该检测平台由仿真直流电源、模拟阻抗网络、模拟负载、仿真交流电源和检测设备组成,通过24个测试项目,对逆变器的检测标准和检测技术进行研究.文中详细介绍了检测平台的硬件构成,并通过部分检测实例证明该平台建设技术手段先进,具有合理性、有效性和可扩展性,具备光伏并网逆变器检测能力.     

光伏逆变器多场景性能测试平台与实验研究

针对传统光伏并网逆变器性能检测平台测试场景单一的问题,提出了集成多场景的光伏并网逆变器性能检测平台架构,考虑了户外、室内以及弱电网和强电网的多种测试场景,通过控制开关能够灵活切换多种运行场景。对检测平台中的硬件设备和性能进行了分析,给出了光伏并网逆变器重要性能的测试步骤和方法。搭建了光伏并网逆变器多场景性能检测实验平台,对不同性能进行了实验测试和数据分析,实验结果验证了所提出的测试平台的有效性和可行性。     

光伏阵列特性仿真及其在光伏并网逆变器测试系统中的应用

提出了一种光伏阵列特性的工程计算方法,基于光伏电池组件的基本技术参数、光伏阵列总的串联单元数和并联支路数、以及现场光照强度和温度,即可得出光伏阵列的特性。以Matlab/Simulink为工具建立仿真模型,详细分析了光伏阵列的特性曲线。以该计算方法为理论基础,介绍了国内第一套光伏并网逆变器测试系统的构成及特点。以此为平台,对型号为AURORA-PVI-5000-OUTD逆变器性能进行了测试,并给出部分测试结果,与该逆变器出厂检测参数基本吻合,验证了该方法的正确性和实用性。     

光伏阵列特性仿真及其在光伏并网逆变器测试系统中的应用

提出了一种光伏阵列特性的工程计算方法,基于光伏电池组件的基本技术参数、光伏阵列总的串联单元数和并联支路数、以及现场光照强度和温度,即可得出光伏阵列的特性.以Matlab/Simulink为工具建立仿真模型,详细分析了光伏阵列的特性曲线.以该计算方法为理论基础,介绍了国内第一套光伏并网逆变器测试系统的构成及特点.以此为平台,对型号为AURORA-PVI-5000-OUTD逆变器性能进行了测试,并给出部分测试结果,与该逆变器出厂检测参数基本吻合,验证了该方法的正确性和实用性.     

无源低电压穿越检测方案分析

随着全国各地金太阳工程的陆续开展,光伏逆变器低电压穿越(LVRT)测试的重要性日益显著。光伏逆变器并网已成为太阳能发电的研究热点,由于分布式发电与传统发电技术有很大区别,为保障电网的稳定性,需要分布式发电设备在电网故障时不脱网。阐述了LVRT测试的基本原理及无源LVRT检测平台的参数设计,最后以250 kW光伏逆变器样机为例进行实验验证,测试结果显示该无源方案可以较好地满足LVRT测试要求。     

大功率回馈型光伏逆变器测试系统的研究

为验证大功率光伏逆变器的性能及并网安全性,文中提出了一种大功率回馈型光伏逆变器测试平台。该测试平台在实现能量双向流动的同时,解决了大功率设备的网侧谐波和无功污染问题。测试平台主要由光伏模拟源、电源模拟源及一体化监控系统组成。光伏模拟源可模拟光伏阵列的输出特性;电网模拟源可模拟电网正常及故障特性,并能够满足并网设备的零(低)电压穿越。一体化监控系统自动执行预定的试验流程,如效率测试、MPPT测试、电压不平衡测试等。通过实验验证,该测试系统具有较完善的实验功能、优越的性能指标以及较低的功率损耗,能够满足大功率光伏逆变器的测试需求。     

基于维纳过程的光伏逆变器寿命评估方法

针对传统高可靠电子产品寿命评估方法难以有效获取充足的失效数据等难题,本文提出一种基于随机过程理论的光伏逆变器可靠性评估与寿命预计方法。首先,通过加速退化实验获取光伏逆变器性能退化数据,并选取输出功率作为表征其健康状态的性能参数;其次,采用典型一元维纳过程建立其性能退化模型,并利用最大似然法与贝叶斯理论更新退化模型参数;最后,依据光伏逆变器失效阈值实现其寿命估计,并预测逆变器在不同退化程度下的剩余使用寿命及其置信区间。实验结果验证了所提方法的有效性和准确性。     

配电网中的分布式光伏系统发电性能仿真

针对基于配电网的分布式光伏发电系统发电性能开展仿真研究。分析了分布式光伏发电系统拓扑结构,根据光伏系统关键部件运行机理,建立了光伏组件、光伏逆变器运行模型,根据光伏组件I-V特性,建立光伏组件阴影遮挡模型。结合现场实际测试,确定光伏系统各环节运行模型参数,通过分布式光伏系统各环节结构以及光伏部件,对分布式光伏系统发电性能进行评估。     

适于多类型光伏电站监控系统的综合通信技术

大型并网光伏电站和用户侧并网光伏电站是中国建设光伏电站的主要类型.由于建设规模、运行环境、安装位置、应用需求的不同,光伏电站监控系统配置比较灵活、功能复杂多样,特别是其通信系统与传统火电厂、水电站通信系统区别较大,亟待研究开发.文章通过对光伏电站通信需求的深入分析,研究并提出融合光纤通信、载波通信、无线通信等多种方式的综合通信平台技术方案,具有统一网管、灵活配置、适应性强的特点,能够满足不同类型光伏电站的数据采集与运行监控要求.     

基于多元线性回归模型的并网光伏发电系统发电量预测研究

为了较为准确地对并网光伏发电系统的发电量做出预测,提高光伏并网后电网的安全性及稳定性。本文对硅太阳电池单一组件发电功率进行了理论计算,建立了一种以辐射量及组件温度为变量的多元线性回归光伏发电功率及发电量预测模型。设计了系统测试方案,采集了光伏系统在晴天I、多云II、阴转多云或晴转多云III 3类天气下的运行数据,依据预测模型求解出3种不同天气类型下的预测回归方程,并把预测模型用于2kW并网光伏系统。预测结果表明,该预测方法简单、预测精度高,能解决系统的随机性问题,提高系统的稳定运行能力。     

提高微网光伏消纳率的价格激励需求响应分层优化方法

在光伏装机比例较高的微网中存在光伏的消纳问题,对负荷的合理调整有助于提高光伏的就地消纳能力,而价格激励需求响应是调整负荷的有效手段。基于分时电价模式下的价格激励需求响应机制,提出了通过优化电价以调节负荷进而提升微网光伏消纳率的方法。在分析了模型的多元非线性性质的基础上,有针对性地建立了兼顾发电经济性与光伏消纳率指标的多层优化模型,并通过改进模拟退火算法与混合整数规划算法进行分层迭代求解,最终实现了光伏消纳能力的提升。算例结果表明,该方法可在不增加需求侧负担的前提下有效提高微网中的光伏消纳率,并提升微网运行的整体经济性。     

Interleaved step-up converter with a single-capacitor snubber for PV energy conversion applications

In this paper, an interleaved step-up converter with a single-capacitor snubber for PV energy conversion applications is proposed. The step-up converter adopts two sets of boost converters with an interleaved fashion and coupled-inductor technology to reduce output ripple current and increase output power level. To achieve higher conversion efficiency and reduce switching losses of the proposed converter, a lossless single-capacitor turn-off snubber is introduced. Therefore, the conversion efficiency can be increased significantly. In order to draw the maximum power from the PV arrays, a perturbation-and-observation method and a microcontroller are associated to implement maximum power point tracking (MPPT) algorithm and power regulating scheme. Finally, a prototype of a soft-switching interleaved soft-switching boost converter with coupled inductors has been built and implemented. Experimental results have obtained to verify the performance and feasibility of the proposed converter for PV arrays applications.     

蚁群并联光伏发电系统

光伏组件的输出特性受温度、光照强度、阴影的影响,当光伏组件受到周围建筑物、树木、电线杆及天空中的乌云等阴影的影响时,会发生局部或者完全被遮蔽的现象。当发生部分遮蔽现象时,其输出功率降低,为了最大限度的提取光伏板的电流,本文提出了一种蚁群并联光伏发电系统,该系统可以大大提高光伏电池板在发生局部遮蔽现象时的发电效率。     

超级UPS中光伏发电单元的功率调控

超级UPS包含电网、燃气发电机、电池以及光伏等多种类型能源,是一种具有很高供电可靠性的电源系统。在这样的多能源储能系统中,光伏发电单元需要配合其他多种能源,在保证稳定性的前提下,通过不同模式的灵活切换,提高其电能利用率。针对超级UPS特点及其工作模式,讨论了光伏单元的功率调控,并针对此应用场合优化了传统的光伏最大功率点跟踪算法,最后在30 kW的平台上进行了初步验证。改进后的算法,可以在保证收敛性和跟踪精度的条件下,有效加快光伏最大功率点跟踪速度。     

独立光伏系统中超级电容器蓄电池有源混合储能方案的研究

超级电容器与蓄电池混合使用,可以充分发挥蓄电池能量密度大和超级电容器功率密度大、循环寿命长的优点,大大提升储能系统的性能.针对独立光伏系统的特点,设计了一种有源式混合储能方案,建立了系统的模型和控制环节.实验结果表明,在光伏发电功率和负载功率脉动时,蓄电池能够工作在优化的充放电状态,并能够有效地减少充放电小循环次数.对解决光伏等可再生能源系统中的储能问题,具有现实可行性.     

Hybrid modulation scheme for dual active bridge converter that employs the triangular modulation and the single phase shift modulation

In order to efficiently control the power flow between the photovoltaic (PV) panel, the battery, and the load, the dual active bridge converter can be used as an interface. In the PV system, the voltage variation ranges of the PV panel and the battery are relatively large. Therefore, a hybrid modulation scheme is proposed in this paper to enhance the overall efficiency of the dual active bridge converter. When a 60 V battery is used, the proposed modulation makes the PV panel working from 20 to 100 V with an efficiency from 64% to 98%. Moreover, a small signal model is built to analyze the stability of the hybrid modulation scheme. Furthermore, a method to stabilize the transition process of the hybrid modulation scheme is given. A 1200 W prototype is made to verify the validity of the hybrid modulation. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于数据测试和粒子群优化算法的光伏逆变器LVRT特性辨识

为了对光伏逆变器低电压穿越控制精确建模,提出灵敏度分析和实测方案相结合的光伏发电单元低电压穿越控制参数辨识方法。首先对光伏单元待辨识参数进行灵敏度分析,提出辨识所用数据的测试方案;然后利用自适应惯性权重粒子群优化智能算法,结合多组实测数据对光伏并网系统低电压穿越控制参数予以辨识,从多组辨识结果中提取最优值;最后将最优值代入模型中,计算模型输出与实测数据的误差,验证了参数辨识结果的准确性。该方法考虑了逆变器功率等级不同给辨识结果带来的误差,辨识结果准确度较高并且多次辨识结果具有一致性,可用于工程实际计算。