并网光伏发电系统暂态特性研究

基于光伏发电系统的物理模型研究,在matlab/simulink中开发了包含光伏阵列模型、光伏阵列的最大功率跟踪（MPPT）模块、DC/DC升压电路和采用电压及电流环控制的逆变系统在内的动态仿真模型,并建立了基于电压型逆变器的暂态数学模型;并通过仿真得到了并网光伏发电系统辐射强度突变和发生短路时的暂态运行特性,为深入研究并网光伏发电系统的暂态特性建立了基础。     

柔性并网光储系统的设计与实现

为实现主动配电网中清洁能源对电网的支撑和调节功能,设计并开发一种柔性并网光储系统。系统上位机实现顶层控制策略,确定系统参与配电网优化运行的最优有功、无功出力,实现光储系统友好接入电网。系统能量变换单元由光伏DC/DC变换器、储能双向DC/DC变换器和DC/AC变换器3部分组成,其中光伏DC/DC实现升压功能和最大功率点跟踪(MPPT),储能双向DC/DC实现功率可控的充放电,使系统并网有功为参与配电网优化运行的最优有功功率。DC/AC变换器稳定直流母线电压,实现有功、无功最优并网,同时检测负载电流,实现谐波补偿。基于配电网动态模拟系统构建实验平台,测试结果验证柔性并网光储系统工作的有效性和可行性,为高渗透率并网光储系统的工程应用奠定基础。     

PV-SOFC联合发电系统的建模及仿真

基于光伏-固体氧化物燃料电池联合发电系统的匹配测试、特性模拟对其设计及应用的重要作用,分析了光伏电池、固体氧化物燃料电池(SOFC)、电解槽、DC/DC变换器等各子系统的特性并在Matlab环境下搭建相应模型,将各子系统模型集成该联合发电系统的Matlab/simulink模型并进行了仿真结果验证.结果表明,光伏-固体氧化物燃料电池实用性强、效率高.     

光伏并网与电能质量治理统一控制

为提高光伏并网系统利用率,并使其具备主动参与电网电能质量治理的能力,提出一种协调并网发电与网侧电能质量治理的统一控制策略。研究基于光伏组件出力的运行模式切换与直流侧电压控制方法,提出基于无功/谐波优先级的逆变器容量分配和指令电流合成策略。设计并研制基于FPGA+RT架构的并网控制器,构建DC/AC单级结构的光伏并网实验系统。实验验证统一控制策略的可行性和有效性,为分布式光伏电源可定制电能并网发电提供基础。     

并网光伏逆变器效率变化特征及其模型研究

为建立和检验并网光伏逆变器AC/DC转换效率模型,基于瞬时转换效率,采用华中科技大学18 kW并网光伏电站2010年1～12月电量资料,从时次和能量角度统计了逆变器转换效率的基本特征,并应用指数曲线分月模型模拟AC/DC转换效率,评估了拟合精度与应用价值.结果表明,该模型可作为并网光伏电站发电功率或发电量预测的修正项,早晚、阴雨天的发电功率预测精度显著提高.     

一种新型光伏发电主动参与电网频率调节控制策略

大规模光伏发电并网挤占了具有转动惯量的同步发电机组空间,导致电力系统面临惯量减小与调频能力不足的问题,迫切需求光伏发电主动参与电网频率调节。文章以双级式光伏发电为研究对象,从光伏发电的惯量控制和与同步发电机组协调控制两个方面出发,通过改进Boost变换器和网侧逆变器的控制策略,实现光伏发电主动参与电网频率调节。其中,在惯量控制方面,提出基于高压直流电容动态的虚拟惯量控制,并分析控制参数对虚拟惯量控制的影响。最后,基于时域仿真算例验证了控制策略的有效性。     

光伏发电并网大电网面临的问题与对策

妥善解决光伏发电系统接入大电网后2部分都能安全、高效运行是光伏发电技术大规模工业化应用的关键之一。分析了光伏发电系统及其并网的技术特点,简要阐述了光伏发电并网问题的研究现状。指出光伏发电大规模并网使大电网在研究与实验验证手段、对光伏发电系统影响大电网机理的认识、新型配电系统的规划、电网运行控制、电网监测保护与控制装备、技术标准与规范等方面面临新的问题,并提出了应对这些问题的策略。     

Supercapacitors for power control in a grid-connected photovoltaic system

并网光伏发电系统输出功率的波动性和随机性给并网后系统稳定性,光伏发电消纳以及光伏电站电能质量等方面带来了负面影响,制约了光伏发电的发展.针对这一问题,将超级电容器作为功率调节装置,控制光伏并网系统按指定值平滑,准确地输出功率,使光伏发电具有可调度性.在分析了超级电容特性,系统构成和双向DC/DC变换器状态空间平均小信号模型的基础上,提出功率,电流双闭环反馈滞环电流控制策略,控制超级电容器吸收或补充输出功率的波动成分.在PSCAD/EMTDC 电力系统仿真软件中构建仿真模型,对提出的系统和控制策略进行了仿真分析,良好的仿真结果验证了方法的可行性.     

太阳能光伏并网发电系统仿真研究

太阳能光伏发电是可再生能源利用的一种重要形式。文章通过研究太阳能光伏发电并网系统的特性,建立了由光伏阵列、逆变器、控制器、电网等组成的太阳能光伏并网发电系统数学仿真模型。仿真系统动态模拟了光伏阵列输出、逆变器控制及发电并网等。模拟结果表明,系统较好地实现了安全并网,对实际光伏并网系统的设计具有一定的参考价值。     

中德光伏发电并网标准技术要求异同分析

为保障规模化光伏并网后的安全稳定运行,最大限度在区域电网内接纳光伏装机容量,世界主要光伏应用大国均出台了与各自国家电网相适应的光伏发电并网技术标准。中国和德国已成为世界光伏并网发电大国,在光伏并网标准制定与光伏并网管理方面也走在世界前列。2012年,德国的新能源法案EEG要求接入中压电网的光伏发电系统必须满足BDEW《Generating Plants Connected to the Medium—Voltage Network》标准,中国则在2012年制订了GB／T19964-2012《光伏发电站接入电力系统技术规定》。总体来看,两国标准在光伏并网的技术要求与测试方法上既有相似之处也存在一定差异。该文将结合中国及德国现行并网技术导则,针对技术要求、测试项目与测试方法等内容的异同开展对比分析。     

基于P/Q控制策略的并网光伏系统短路特性分析

随着分布式发电技术的快速发展,并网光伏系统应用日益广泛。并网光伏系统短路特性不同于传统同步发电机电网系统,因此,从逆变器拓扑结构出发,依据P/Q控制策略,利用MATLAB/simulink建立仿真模型,得到并网光伏系统在不同故障情况下的电流输出曲线,分析并网光伏系统的短路特性,对于并网光伏系统的研究工作具有实际意义。     

风光互补与电解水制氢系统负荷的协调稳定运行

电解水制氢作为一种新型储能手段，可作为调整风光能源输出电力的绿色手段。该文以风力发电、光伏发电、电解制氢与燃料电池为研究对象，通过对风光互补发电系统与电解水制氢系统的输出输入功率进行建模仿真，协调优化控制风光电、电解槽、燃料电池以及系统负载的负荷变化要求，改善了风光发电电解水制氢系统与系统负荷之间的负荷不平衡问题，为风光互补可再生能源系统的稳定运行提供了理论依据。     

基于DSPIC30F6010A双闭环控制的并网逆变器的研究与实践

光伏并网发电是光伏发电应用发展的趋势.并网逆变器是光伏并网发电系统核心部件之一,基于DSPIC30F6010A芯片控制的并网系统,利用DSP丰富的外围电路和强大的功能实现并网系统的所有工作、控制和相应的保护功能等.针对输出电流谐波含量大的特点,提出了基于同步PI内环控制和直流电压前馈外环控制的双闭环电流控制思路,并网逆变器采用前级DC/DC的boost升压结构电路,减少系统体积和重量;后级DC/AC逆变器采用全桥逆变电路;且具有最大功率跟踪和反孤岛效应等功能.仿真和实验证明:利用提出的算法,可有效减少并网电流的谐波,光伏并网系统具有可靠性强,工作效率高,稳定性好等优点.     

基于双二阶广义积分锁频环的光伏并网发电系统仿真研究

电网不对称故障时,光伏发电系统中的负序分量和谐波分量会影响并网逆变器中的锁相环及控制算法。文章提出一种具有自适应滤波的双二阶广义积分锁频环技术,用于电网电压和并网电流正负序分量的提取以及电网电压同步信号的检测,并将该技术引入到正负序双电流环控制策略,通过优化不平衡控制策略中锁相环的方法,提升光伏并网逆变器整个控制系统应对电网不对称故障的能力。通过Matlab/Simulink软件平台搭建基于DSOGI-FLL锁频环的光伏并网发电系统模型并进行了仿真研究,结果表明,文章控制策略在电网不对称故障时有助于消除有功功率的2倍频波动以及抑制并网电流中的谐波分量。     

太阳能光伏发电系统的系统分类

正太阳能光伏发电系统分为独立光伏发电系统、并网光伏发电系统及分布式光伏发电系统。a)独立光伏发电系统也叫离网光伏发电系统。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成,若要为交流负载供电,还需要配置交流逆变器;b)并网光伏发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。并网光伏发电系统有集中式大型并网光伏电站,一般都是国家级电站,主要特点是     

响应电网调度需求的光伏发电系统建模及运行控制研究

针对现有光伏仿真模型无法执行电网调度指令的问题,提出响应电网调度需求的光伏发电系统建模及运行控制方法。根据不同容量光伏系统组成结构搭建了基于DIg SILENT的适用于不同容量的并网光伏发电系统模型,以光伏发电系统响应电网有功需求时间最小化为期望目标,考虑光伏发电系统出力的随机性,通过调整直流电压控制信号响应电网调度需求,利用控制模块中的有功出力限制满足并网点频率约束条件,采用电导增量法优化了MPPT控制策略。仿真结果表明,在有电网调度需求时构建的模型能够快速地响应电网调度指令,在无调度需求时能够很好地实现最大功率跟踪或限制有功出力以满足并网点频率约束。     

光伏发电主动参与电网频率调节的机理分析

针对大规模光伏发电并网致使电力系统转动惯量减小、一次调频能力不足的问题,其主动参与电网频率调节是解决这一问题的重要手段。在分析传统电力系统的频率响应特性的基础上,建立了含光伏发电的电力系统频率动态响应模型。以电网频率变化率初始值、频率最低跌落点、超调量和稳定时间作为评估频率调节动态过程的特征量,定性分析了新型的光伏调频控制策略及调频参数对系统频率动态特性的影响及变化规律。最后,在PSCAD/EMTDC电力仿真软件中搭建两区四机仿真模型,通过时域仿真验证机理分析其有效性和新型调频控制策略的可行性。     

光伏发电系统建模及运行特性仿真研究

随着并网光伏发电装机规模的快速扩张,光伏发电大规模接入电网后运行特性的分析研究已成为当下光伏发电相关核心课题之一,而光伏发电系统建模是理论课题研究最为关键的一个环节。文章结合目前国内大中型光伏电站关键部件应用现状建立了光伏发电系统仿真模型,基于PSASP软件仿真分析了光伏发电的正常运行和故障运行特性,同时验证了模型的有效性。     

限制过电压条件下的光伏发电并网设计

大规模发展分布式光伏发电有助于缓解能源危机,但随着分布式光伏发电的大规模接入,将对配电系统产生较大影响.阐述了光伏发电并网系统结构,结合分布式光伏发电特点和电网工程实际,设计出限制过电压条件下的光伏发电并网方案,提出光伏发电系统并网后直流与谐波分量的治理措施.实际运行表明,所设计的分布式光伏发电并网方案既能够保证接入点电压不越限,又能够有效减少占用线路走廊资源和电网调度、运行维护工作量.     

计及光伏出力随机性的电网运行风险评估

针对光伏发电输出功率具有随机性、可能带来电网运行风险的问题,利用蒙特卡洛模拟法对太阳光辐照度分布区间进行模拟,建立了光伏随机输出模型,对整个系统的设备及光伏电源出力进行随机抽样;结合风险理论,对并网光伏系统随机出力情况下电网的运行风险指标进行了计算。以IEEE-RTS79系统为例,分析了不同光伏并网点和不同并网容量对电网运行风险的影响。结果表明,在负荷较重区域增设光伏并网,可以有效地降低电网运行风险。因此,选择适当的光伏并网点和容量可以降低电网运行风险。