提高组串光伏发电效率的直流动态重构控制策略

针对均匀低光照下组串式逆变器效率低的问题,提出一种提高组串逆变器并行效率的直流侧开关重构策略.基于一种光伏直流开关拓扑结构对多光伏串和多逆变器的连接进行控制.考虑光伏系统效率和并行开关电气寿命等系统运行指标,控制逆变器运行台数使系统效益指标函数最优.提出防止逆变器功率越限策略,利用最小二乘回归算法预测天气短时间变化范围,确定光伏系统允许的开关重构方案;对比不同时刻其他最佳开关连接方式,选出最终连接方案最小化开关切换次数.最后,利用控制决策决定直流开关重构的最终方案,将提出的策略与常规光伏发电和仅考虑目标函数发电作数据对比,验证该策略的有效性与可行性.     

三相光伏并网逆变器电流控制器研究与设计

电网对馈入其中的电流谐波含量有严格的要求.带有隔离变压器的并网逆变器运行时,逆变器输出电流中常含有谐波成分,必须对电流波形质量进行控制.分析了变压器影响逆变器输出电流波形质量的主要原因,建立了含变压器的三相并网逆变器输出电流数学模型,在此基础上提出了同步旋转坐标系下PI控制与重复控制相结合的三相光伏并网逆变器电流控制器设计方案并研制出一台实验样机.实验结果表明,采用该控制方案的逆变器输出电流谐波含量低,电流波形质量较好.     

基于比例积分与多重比例谐振策略的光伏发电并网逆变器控制技术

在光伏发电并网过程中,并网电流可能存在波形畸变,系统动态特性较差,严重影响电力系统的安全、可靠运行。为有效抑制并网电流谐波污染,提高系统的动态响应性能,提出一种基于比例积分与多重比例谐振策略的光伏发电并网逆变器控制技术。对比例积分电流环控制与多重比例谐振控制的原理进行了介绍,对基于比例积分与多重比例谐振策略的光伏发电并网逆变器控制技术进行了仿真与试验分析,确认这一技术不仅能够提高系统的动态响应性能,而且可以降低并网电流波形中的低次谐波污染。     

光伏逆变器直流电压扰动引起的间谐波电流解析模型

大规模光伏电站的并网给电力系统的稳定运行带来了挑战。研究光伏发电系统的间谐波产生机理和传变规律对于分析光伏发电引起的电能质量问题具有理论必要性和工程迫切性。为此,该文首先构建了dq同步旋转坐标系下的内外环控制模型,经推导变换建立了光伏逆变器直流扰动引起的间谐波电流解析模型:利用直流扰动电压、逆变器控制参数和电网阻抗参数,即可定量计算光伏并网逆变器输出间谐波电流的幅值、频率和相位。基于PSCAD仿真平台搭建光伏并网算例,仿真结果验证了该模型的有效性与正确性。最后,该文分析了光伏逆变器直流扰动引起的间谐波电流的幅频和相频特性,并定量讨论了内外环控制参数和电网阻抗参数对间谐波电流幅值的影响,为进一步研究光伏发电系统间谐波的抑制奠定了基础。     

10kW太阳能发电系统谐波测试

太阳能光伏发电系统作为分散电源,在接入电网运行时,需考虑对电网的影响。采用IGBT的光伏逆变器尽管理论上已大幅抑制谐波电流的发射量,但实际上仍在向电网送出相当量的谐波电流。文章以一项10kW太阳光伏发电并网系统工程为例,分析了光伏发电系统输出的电压、电流谐波情况及其对电网的影响。指出,采用IGBT的光伏逆变器,仍有10%的谐波电流注入电网,且三相谐波电流明显不平衡,低次偶次谐波电流幅值较大,应予以重视。     

基于谐波注入法的L型光伏并网逆变器谐波抑制方案

在光伏发电并网过程中,由于逆变器的开关特性,输出电流一般都含有低次谐波,其中以5次、7次等低次谐波最为严重。为了抑制并网电流中的低次谐波,降低线路、负载中的电能损耗,本文以L型逆变器为研究对象,提出一种基于SPWM谐波注入的谐波调制方案,在SPWM正弦信号中注入5次、7次谐波补偿电压,进而达到降低输出电流特定次谐波含量及提高并网电能质量的目的。通过MATLAB/Simulink仿真和试验验证了该方案能够有效降低并网电流中特定次谐波含量和谐波畸变率,提高光伏发电并网电能质量。     

光伏多功能并网逆变器不同出力状态下无功和谐波优化方法

利用光伏多功能并网逆变器所具有的电能质量治理、谐波谐振抑制的主动优势,结合逆变器在不同出力状态下光伏发电系统的输出特性,构建光伏多功能并网逆变器不同出力状态下的无功和谐波优化方法。在所提3层优化策略中,上层优化策略以光伏并网有功功率最大化为目标函数,中层优化策略以电压谐波总畸变率和电压偏差达到相应电能质量规定指标为目标函数,下层优化策略以电压谐波总畸变率和电压偏差最小为目标函数,并采用自适应蚁群算法进行求解。基于IEEE 33节点系统进行算例分析,结果表明：基于逆变器不同出力状态的优化方法可以有效改善电网的电能质量,较好地提升电网运行的经济性;在系统稳定运行的基础上,光伏多功能并网逆变器在不同出力状态下分阶段、分主次地治理谐波和调整电压偏差,治理效果更佳。     

基于独立电压控制的多电平光伏逆变MPPT研究

针对太阳能光伏发电系统中由于光伏阵列局部阴影和不匹配导致输出功率降低的问题,采用二极管钳位多电平逆变器方案,提出等效变换脉宽调制控制策略,通过独立控制每一个光伏阵列的工作电压,允许通过不同的电流,保证每个光伏阵列输出最大功率,使整个系统输出功率最大.采用多电平逆变器,降低设备的额定电压,减少输出电压失真,降低输出电流谐波含量,提高转换效率.MATLAB仿真实验验证了该控制策略的可行性和有效性.     

三相光伏并网逆变器多目标优化模型预测控制

三相电压型并网逆变器广泛用于光伏发电领域。逆变控制方法用于提高并网系统效率和响应质量。模型预测控制策略使用离散时间模型预测下一个采样周期所有可能的输出值,根据评估函数选取最优电压向量。将模型预测控制用于三相电压型并网逆变器中。首先,建立三相光伏逆变器在d-q坐标系下的瞬时功率数学模型。其次,设计预测函数在线预测逆变并网参数。选择合适的目标函数控制逆变器下一采样周期的输出值。d-q坐标系下的跟踪精确迅速,所提出的控制策略计算量小,无需PWM调制,更容易实现。然后,对模型预测控制进行多目标优化。设计电流解耦控制减小系统输出有功功率,改变评估函数提高输出电流质量,修正交流侧电压参数提高预测的准确性。最后,仿真和实验结果证明提出的控制策略输出电流具有良好的动态性能和较低的谐波畸变率,可快速跟踪给定的参考值,具有无功补偿的功能。     

光伏逆变器短路电流3次谐波及其对保护的影响分析

系统发生不对称故障时,短路电流、电压中出现负序分量,导致光伏逆变器直流母线电压中产生二倍频振荡,该振荡分量经过控制回路流通后将在光伏逆变器输出短路电流中生成3次谐波。推导了逆变器输出短路电流3次谐波的解析表达式,计及光伏逆变器的限幅控制特性、负序控制策略、低电压穿越策略,研究了3次谐波的变化特性,然后分析了3次谐波对变压器差动保护电流互感器饱和判据的影响,指出某些工况下光伏逆变器输出短路电流中的3次谐波含量较大,可能造成变压器差动保护误闭锁,导致变压器区内故障无法切除,并提出了相应的应对策略。大量的仿真试验结果验证了理论分析的正确性。     

电网电压不平衡下三相光伏发电系统的谐波电流抑制

电网电压不平衡下光伏发电不脱网运行会使三相光伏逆变器产生显著的谐波电流。本文对不平衡电压下光伏发电功率控制进行研究,分析其电流谐波总畸变率和各次电流谐波特性;推导光伏发电功率波动、总谐波畸变率和奇次谐波电流有效值解析表达式,考虑光伏发电注入电流谐波和功率波动的限制,提出了两种功率控制调节系数算法,建立电压不平衡下光伏发电的谐波电流抑制策略。通过PSCAD/EMTDC仿真结果验证了该方法的可行性。     

一种新型多电平逆变器在光伏并网系统的应用

传统光伏并网逆变器多采用二电平逆变器,多电平逆变器受其复杂电路拓扑的制约在光伏系统中应用较少.在传统五电平逆变器拓扑基础上,提出一种简化的H桥五电平单相光伏逆变器.该逆变器采用特定谐波消除法调制控制方案,系统并网电流采用模糊PI自整定控制方法,输出电压和电流具有较低的谐波和du/dt,改善了系统稳定性,提高了系统动态响...     

考虑光伏逆变器电流裕度的主动配电网动态电压支撑策略

大量分布式光伏接入配电网的电压稳定问题是影响电网安全稳定运行的关键环节。为了适应高渗透率分布式光伏发电系统的接入,提高主动配电网的动态电压支撑能力,提出了一种考虑光伏逆变器电流裕度的主动配电网动态电压支撑策略。该策略在分析配电网电压灵敏度的基础上,考虑光伏逆变器的电流设计裕度,能够在电压跌落故障情况下充分利用光伏逆变器的最大允许电流,实现光伏逆变器有功功率输出最大化,从而提高主动配电网的短期电压稳定性。最后分析了逆变器电流裕度对静止无功补偿系统的影响,并与常规无功补偿系统进行了仿真对比分析,验证了所提出策略的可行性和有效性。     

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,所提方法能加快电压外环的响应速度,使系统的动态响应更加优越,提高发电效率,减少并网电流的谐波。仿真和实验结果证明了所提方法的有效性和实用性。     

一种带储能功能的新型光伏并网逆变器研究

为了减少光伏发电功率的波动,并进一步降低并网电流的谐波含量,提出了一种带储能功能的新型光伏并网逆变器,通过对光伏发电电能进行储存和释放,改善了光伏发电并网输出功率的波动问题。针对提出的逆变器拓扑结构,建立了相应的输出电压数学模型,并提出了一种新型调制算法达到了改善输出电压谐波特性的效果。实验结果表明,提出的并网逆变器工作正常,调制策略和控制算法有效可行,可实现对能量的存储和释放。     

一种提高光伏发电系统故障穿越能力的混合型控制策略研究

本文基于不同故障工况下光伏发电系统的输出暂态特性,提出一种混合型控制策略增强其暂态性能及其故障穿越能力。该策略依据故障工况下光伏发电系统并网电压跌落程度,采用Non-MPPT算法调节光伏阵列输出功率,解决光伏发电系统并网逆变器直流过压、交流过流问题;利用磁通耦合限流器抑制光伏发电系统故障冲击电流,并与光伏发电系统输出无功电流相配合,进一步抬高光伏发电系统并网电压。在不对称故障情况下,该控制策略还能降低光伏发电系统并网电压不平衡率,减少其并网逆变器直流侧电压所含二倍频谐波分量,整体提高光伏发电系统故障穿越能力。     

光伏并网系统故障二次谐波产生机理及其对变压器保护的影响

光伏发电系统通过逆变器矢量控制并网,其短路暂态特性异于传统电源。电网发生故障时,光伏系统输出电流中可能含有二次谐波,接入弱电网时二次谐波的影响不可忽略。以光伏并网发电系统对称故障条件为例,首先分析基于锁相环的三相并网逆变器单频率输入双频率输出的现象产生机理。其次在综合考虑并网控制及系统低电压穿越策略切换的影响基础上,分析故障暂态过程中电流二次谐波产生机理并推导二次谐波解析表达式。指出在变压器区内故障时光伏并网系统产生的二次谐波可能威胁变压器差动保护的可靠性。最后基于PSCAD/EMTDC仿真验证理论分析的正确性,为后续光伏发电系统接入后的电网继电保护适应性分析提供参考。     

单相光伏并网逆变器迭代比例积分电流控制方法

光伏并网逆变器是光伏发电并网系统中的核心组成器件,逆变器的控制方法决定其输出电能质量。提出了迭代比例积分的并网逆变器电流控制方法,该方法采用时间乘绝对误差积分准则作为目标函数,并推导出并网逆变器输出电流的迭代比例积分表达式及传递函数。通过实时设定控制器的最佳比例积分参数来提高逆变器的控制精度和速度,从而改善输出电流质量。仿真和实验结果表明,该方法计算简单,具有较高的工程实用价值。     

基于单周控制的光伏双频并网逆变器研究

提出一种用于光伏发电的双频并网逆变器,该拓扑结构由两个半桥单元级联而成。其中一个半桥工作在高频,提高输出电流性能,另一个半桥工作在低频,主要输出功率,从而提高系统效率。高频桥采用单周控制技术,建立了单周控制方程。仿真结果表明逆变器输出电流总的谐波畸变率低,有较好的动态性能。     

基于单周控制的光伏双频并网逆变器研究

提出一种用于光伏发电的双频并网逆变器,该拓扑结构由两个半桥单元级联而成.其中一个半桥工作在高频,提高输出电流性能,另一个半桥工作在低频,主要输出功率,从而提高系统效率.高频桥采用单周控制技术,建立了单周控制方程.仿真结果表明逆变器输出电流总的谐波畸变率低,有较好的动态性能.