分布式光伏电站对配电网电压的影响研究

本文给出了含有分布式光伏电站的配电网等值电路模型,简要介绍了分布式光伏发电并网系统的基本概念。根据光伏电站工程实例,利用仿真软件对配电网的相关母线电压进行仿真计算,分析了分布式光伏电站接入后导致配电网相关母线电压升高的原因。     

基于VSC-HVDC并网的光伏电站启动控制及优化方法的研究

随着近年来能源危机的日益加重以及部分地区供电紧张、能源分布不合理问题,光伏电站经VSC-HVDC(voltage source converter-high voltage direct current)并网已经成为一种迫切的需求。首先研究得出并网系统的整个启动控制过程,并提出了定交流母线电压控制与定直流电压-功率斜率控制相结合的启动控制策略,缓解并网系统启动时电流电压的大幅度波动对自身和电网带来的冲击。仿真结果显示,该启动控制过程与控制策略的结合能够实现系统无冲击启动并正常进入额定工况稳定运行。随后根据光照强度随机性的特点,提出混合粒子群算法对并网系统的控制器进行优化,平抑光伏电站并网时的功率波动。仿真结果显示,该算法优于单一的粒子群算法,平抑光伏电站输出功率波动的效果更加显著。     

光伏电站接入系统方案研究

以桃子光伏电站并网工程设计为例,研究如何合理选择光伏电站并网点。结合相关背景资料,给出两种桃子光伏电站66 kV出线接入系统的方案,方案一为接入66 kV永大线,方案二为接入66 kV白大甲线;运用电力系统分析程序包计算这两种方案的潮流分布,从网络损耗、母线电压波动情况以及故障时电力系统的稳定性等方面对这两种方案进行对比分析;最终确定方案二优于方案一。     

并网光伏电站特性及对电网影响的研究

在对大型光伏电站并网运行特性理论研究和实验分析的基础上,建立了双级变换并网光伏电站整体模型,并分析了光伏电站的动态输出特性和等值阻抗。然后以某1.6 MW实际并网光伏电站工程为算例,着重研究了光伏电站接入配网对系统潮流、母线电压、短路电流和继电保护等方面的影响。     

大型光伏基地并网特性相关问题研究

对光伏电站各系统进行了模型化研究,对光伏并网发电系统进行了分析。应用PSASP及MATLAB仿真软件对大型光伏电站并网特性的相关问题进行了分析研究,着重分析了大型光伏电站并网后对电网潮流的影响,及在光照扰动或系统侧故障状态下,大型光伏基地的暂态稳定特性问题。     

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。     

分布式光伏电站接入低压配电网系统暂态电压稳定性研究

运用Matlab SPS建立了分布式光伏电站接入0.4 kV低压配电网的典型系统仿真模型。运用时域仿真法考察了光伏电站接入配电网的电缆线路在发生短路、闪络以及断线故障时对光伏电站出口母线暂态电压稳定性的影响。当电缆线路发生短路和断线故障时,光伏电站出口母线会发生电压幅值不断增大的电压失稳现象。而当电缆线路发生闪络故障时,投入重合闸可使光伏电站出口母线电压快速恢复。当光照强度发生大幅度突降时,光伏电站出口母线电压幅值会发生跌落,电压跌落程度主要取决于正常运行时光伏有功出力的大小。一般而言,当光伏出力为数十kW及以下时,光强突降并不会导致光伏电站出口母线电压发生失稳或崩溃。     

并网型光伏电站工作原理及其一二次设备配置原则

世界光伏产业和市场在严峻的能源形势和人类生态环境形势的压力下,进入到了快速发展时期,并网光伏电站逐年增加。以光伏发电并网系统为研究对象,对其工作原理进行了详细介绍和分析,并结合《地区电源并网工程继电保护及安全自动装置配置规范》要求对石家庄地区35 kV并网型光伏电站一二次设备配置情况进行了说明,以其为今后大规模光伏并网发电提供参考依据。     

打捆并网方式下光伏电站无功补偿及谐波问题

基于甘肃河西地区多个区域性光伏电站并网工程设计及并网工作实践,提出了一种经济合理、可操作性好的打捆并网方案。通过电力系统分析综合程序(power system analysis software package,PSASP)仿真研究了该方案下各光伏电站的暂态特性、无功补偿配置、并网点注入谐波抑制等关键问题,形成了一套光伏电站打捆并网的新接入模式,对类似项目具有工程应用参考价值。     

光伏集中并网电压约束下的准入容量与电压波动的评估方法

大容量光伏集中并网必定会对整个配电网特别是并网点的电压造成一定的影响,而光伏出力的随机性也会引起电压的随机波动。为此,建立了光伏集中并网后引起并网点电压偏差的数学模型,导出了以电压偏差不越限为约束的光伏准入容量,定义了能够全面反映母线电压波动情况的4项指标,即分布重心、离散度、偏度和峰度,提出一种评估光伏并网下电力系统电压波动状况的方法。基于光伏出力的随机模型在PSCAD中建立了符合实际情况的光伏电站组件,并以单电源链式配电网为例验证了上述指标的准确性和有效性。最后将所提指标和方法用于某地区含光伏电站电网的电压波动程度的评估,结果表明该指标和方法可为光伏电站并网点的优选提供参考依据。     

考虑多种调压措施的分布式光伏消纳能力研究

随着分布式光伏的大量并网,电压越限成为限制其大量接入的重要因素。针对光伏接入引起电压越限的情况,研究了多种调压措施对配电网光伏接纳能力的影响。首先,从电压不越限、潮流不过载等约束条件出发,建立了分布式光伏消纳模型。其次,分析了加入调压措施对分布式光伏消纳能力的影响。最后,采用试探法求解了不加调压措施前和加入调压措施后光伏的最大准入容量。以IEEE33节点配电系统为仿真算例,分析了限制各个节点光伏容量增加的原因。仿真结果表明,考虑调压措施可以有效地提高分布式光伏的消纳能力,避免电压越限的发生。     

电阻接地的并网光伏电站零序电流工程实用算法

集中式并网光伏电站广泛采用中性点经电阻接地的方式运行,要求在出现接地短路时快速切除故障,研究电阻接地并网光伏电站的零序短路电流计算具有重要意义。为此提出一种中性点经电阻接地的并网光伏电站的零序短路电流工程计算方法。该方法既考虑了并网规定对光伏逆变器低电压穿越的控制要求,同时通过查表的方式可以方便地确定计算公式中各参数的取值,零序电流的求解简单直接。通过一个实际的并网光伏站进行算例验证,结果证明了该方法的实用性和有效性。     

直流微电网电压等级的选择及其稳定控制策略研究

针对直流微电网电压等级的选择与确定,在已有直流标准和直流工程电压等级基础上,考虑微电网容量和供电半径,进行运行损耗计算,从而选择最优的直流母线电压等级。针对直流微电网电压稳定控制,并网运行时采用储能DC/DC变流器控制直流母线电压稳定,AC/DC逆变器控制直流微电网并网功率。孤岛运行时采用储能DC/DC变流器控制直流母线电压稳定。在PSCAD/EMTDC中搭建直流微电网仿真模型,进行不同运行模式下的电压稳定控制策略仿真验证。结果表明,所采用的电压稳定控制策略,在光伏发电功率和负荷功率波动的情况下,能很好地控制直流微电网电压稳定。     

不对称电网故障下级联型光伏并网逆变器的低电压穿越控制

级联型并网逆变器在大容量光伏并网中具有较好的应用前景,有利于解决光伏阵列间的光照不均匀造成的发电效率低的问题。研究了在不对称电网故障条件下级联型光伏并网逆变器的低电压穿越控制策略。首先分析了在不对称电网故障条件下网侧电压的数学模型,总结出不同故障条件下三相网侧电压幅值与相位之间的规律。基于上述规律分析了不同故障条件下级联型光伏并网逆变器的控制方法,并提出了基于旁路原理的低电压穿越控制策略。最后建立了级联型光伏并网逆变器低电压穿越控制策略的仿真模型。通过算例仿真,验证了控制策略设计的正确性和有效性。     

阶调式模块化多电平变换器的研究及应用

随着模块化多电平变换器(Modular Multilevel Converter, MMC)桥臂中串联的子模块个数增多,硬件成本升高,制约了其在光伏并网发电系统的发展。针对这一问题,通过分析阶调式多电平逆变器的工作原理和控制策略,提出了阶调式模块化多电平变换器(Gradationally Controlled Modular Multilevel Converter, GC-MMC),并将其应用于光伏并网发电系统中。此外,为了解决电容电压平衡控制问题,提出了一种适用于GC-MMC的电容电压平衡控制算法。最后在Matlab/Simulink环境下搭建了基于GC-MMC的光伏并网发电仿真系统,并分别与基于VSC和MMC的光伏并网发电系统进行比较。仿真结果表明,在相同条件下,GC-MMC输出电平数比MMC更多,并且基于GC-MMC的光伏并网发电系统无需滤波环节,有效降低了系统硬件成本。     

基于PQ-QV-PV节点的光储输出功率主动控制方法

光伏接入配电网易产生电压越限问题,储能的有功调压能力和光伏逆变器的无功调压能力可向配电网提供有功和无功支撑,以减少电压越限并提高光伏的渗透率。通过分析光伏出力波动时光伏逆变器和储能对光伏并网点的电压调节机理,提出了一种基于PQ-QV-PV节点转换的光储输出功率主动控制方法。该方法首先给各个光伏并网点设置一个较小的电压波动范围,其次依照所提的主动控制策略将光伏并网节点类型根据并网点电压水平依次在PQ、QV和PV节点之间进行转换,从而在考虑减少网损的基础上将并网点电压限制在较小的范围内。仿真分析结果表明,该方法能很好地解决光伏接入下的电压越限问题。     

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。     

带直流电流前馈的光伏逆变器预测控制策略

光伏并网逆变器的控制技术一直是可再生能源发电领域的研究热点.依据单相光伏并网逆变器的特点,在单级式拓扑结构中,通过对传统的电压电流双闭环控制方式的分析,提出了一种带直流电流前馈的光伏并网逆变器电流预测控制方法.该方法首先由并网逆变器的物理模型推导出电流预测控制函数,实现对并网电流的快速控制.分析结果表明,所提方法能加快...     

大规模光伏发电并网概率潮流计算及对电网的影响

随着并网光伏发电容量的规模越来越大,光伏发电固有的波动性和不可控性导致其大规模并网时会使潮流分布发生变化甚至潮流反向,对电网的安全稳定运行造成影响。建立了光伏发电系统的潮流计算模型,以IEEE14节点系统和西北某省级电网系统为研究算例,对含光伏的电力系统进行概率潮流计算,全面分析了不同光伏接入容量、不同光伏接入点及不同光伏出力相关性的情况下大规模光伏并网对系统潮流的影响。结果表明光伏接入容量越大,电压及支路潮流的波动和越限概率也越大,光伏接入点将影响系统网损及光伏极限接入容量,并发现光伏接入对系统潮流的影响具有方向性,且光伏电站出力相关性不可忽略。所得结论可为电力系统新能源规划与运行提供决策参考。