光伏发电系统并网控制技术现状与发展(上)

太阳能是理想的可再生能源,随着太阳能光伏并网发电应用越来越广泛,光伏并网控制技术成为新的研究热点,而不同的电路拓扑结构所采用的并网控制策略有所不同,因此本文对光伏并网发电系统的应用前景以及并网控制技术现状进行了综述,在介绍光伏并网发电系统的拓扑结构与并网控制技术工作原理的基础上,按照并网滤波器的分类分别阐述了基于L型、LC型滤波器的单级式三相光伏逆变系统的数学模型与并网电流控制策略。     

两级式光伏并网发电控制系统仿真分析

阐述了两级式光伏并网发电控制系统的结构及其控制过程,建立了光伏阵列模型和光伏并网发电系统模型,利用光伏阵列模型模拟了光照条件变化时光伏并网系统的输出情况进行仿真分析。实验表明,此两级式光伏并网发电系统能迅速有效地跟踪到光伏阵列的最大功率点,而且能够控制并网电流的波形,使逆变器的输出电流与电网电压同频同相,保证电流输出波形为正弦波。     

基于DSP的光伏并网逆变器的设计

光伏并网发电系统是光伏系统发展的趋势,文章根据光伏并网发电系统的特点,设计了一套基于数字信号处理器TNS320F2407控制的单相光伏并网逆变器。分析了系统的结构和控制原理,设计了最大功率点跟踪算法和锁相环的软件设计流程图。实验结果表明并网电流波形良好,逆变器输出的电流基本与电网电压同频同相,并网的功率因数近似为1。     

500W光伏并网逆变器设计

光伏并网发电系统是光伏系统发展的趋势.根据光伏并网发电系统的特点,设计了一套额定功率为500W的光伏并网逆变器,该并网逆变器能实现最大功率跟踪和反孤岛效应控制功能,控制部分采用基于TMS320F240型DSP的电流跟踪控制策略,实现了与网压同步的正弦电流输出.     

国内外光伏发电并网逆变器标准综述

光伏并网逆变器是光伏并网发电的关键部件,其标准关系到光伏并网发电的性能.概述了我国和国际上的主流光伏并网标准,并从标准的制定情况方面综述了国内外光伏发电并网逆变器标准.     

光伏发电系统中逆变器的研究与应用

光伏并网发电系统由太阳电池组件、并网逆变器、计量装置及配电系统组成,太阳能能量通过光伏阵列产生的是直流电能,需要通过逆变器把直流电转换成与电网同频率、同相位的交流电才能并到电网。并网逆变器作为光伏阵列与电网的接口装置,起着关键的作用。随着光伏发电系统的发展,并网发电系统中使用的逆变器得到了越来越多的关注。本文从阐述并网...     

基于MATLAB的单相光伏并网系统仿真研究

分析了一种单相光伏并网发电仿真系统.根据光伏电池的数学模型建立了光伏阵列的仿真模型,采用变步长扰动观察法实现最大功率点跟踪控制,引入电网电压前馈的双闭环控制策略实现并网控制.基于Matlab仿真平台,搭建了系统仿真模型,仿真结果表明光伏电池输出功率能很好的保持在最大功率点,直流母线电压保持稳定,逆变器输出电流与电网电压同频同相,真正实现了并网,提高了电能质量.     

交错并联式并网MATLAB仿真系统研究

对于小型光伏并网发电系统,文中详细分析交错两级式并网系统。直流侧为双重的BOOST升压电路实现最大功率控制,采用扰动观察法实现最大功率点跟踪,并网逆变器的控制策略电压外环电流内环的双环控制,其中电流内环为滞环控制方式,并网逆变器的输出电流跟踪电网电压,实现功率因数为1的并网方式。文中给出了基于MATLAB的系统仿真模型,结果表明光伏电池能较好地实现最大功率点跟踪,电感容量减小,并且逆变后成功并网。     

太阳能光伏发电并网技术的应用

本文主要对光伏并网发电技术进行了分析和研究。论文首先介绍了太阳能发电的意义以及光伏并网发电在国内外的应用现状。其次,对太阳能发电系统的特性和基本原理分别做了具体分析,并对系统各组成部分的功能进行了简单的介绍。最后,阐述了光伏并网中通过逆变器进行光伏并网发电系统的设计方案。     

三相并网逆变器数学模型与控制策略研究

并网逆变器在光伏并网发电系统中承担着将光伏电池发出的直流电逆变成符合并网要求的正弦交流电供交流负载使用或并入电网。文中建立了dq旋转坐标系下的三相并网逆变器的数学模型,提出了一种新的SVPWM控制算法,分析研究了电网电压定相SVPWM控制策略并设计了电压电流双环控制器及基于瞬时无功理论的锁相环,通过锁相仿真波形验证了简化设计的可行性。     

新型Z源光伏并网发电系统

本文提出了一种新型Z源光伏并网发电系统,与传统的Z源光伏并网发电系统相比,具有更高的功率密度,同时光伏电池与逆变桥臂实现了共地,电磁干扰(EMI)也更小。分析了该发电系统的工作原理和调制策略,并提出了一种能够维持直流链峰值电压恒定的并网控制策略,实现了光伏电池的最大功率点跟踪(MPPT)、直流链电压的升压以及网侧电流的单位功率因数运行。仿真和实验结果验证了新型Z源光伏并网发电系统能够适应光伏电池电压的宽范围变化,具有很好的应用前景     

Two-stage voltage control strategy for PV plants based on variable droop control

ABSTRACT

Voltage violation is an important factor that restricts grid-connected photovoltaic system. The utilization of PV plant’s reactive power capability is an effective measure to mitigate voltage violation. This paper proposes two-stage voltage control strategy to enhance the voltage support capability of photovoltaic grid-connected system. In first stage, adaptive gains are set according to the maximum reactive capacity of each PV plant in order to distribute reactive power among PV plants more reasonably, avoiding certain PV plants operating in the limit state for a long time. In second stage, when the reactive power capacity is insufficient, the priority of active power curtailment for each PV plant is calculated in real time. Active power curtailment control will be performed in PV plants with high priority to released more reactive power capacity for voltage support. The simulation results carried out by PSCAD/EMTDC software demonstrated that this strategy can effectively solve the voltage violation problem. Meanwhile, the proposed strategy not only can exploit reactive capacity of each PV plant as much as possible to avoid certain PV plants operating in the limit state for a long time, but also can reduce the amount of active power curtailment when reactive power adequacy is insufficient.     

基于PSpice的光伏并网系统仿真研究

采用DC／DC和DC／AC两级拓扑结构对光伏并网系统进行了研究和设计,采用改进的定电压跟踪法（CVT）实现最大功率点闭环跟踪,并将PWM控制器引入并网逆变中,采用三角波比较方式实现SPWM电压逆变和输出电流的波形跟踪与控制,在电压、电流内环的基础上引入功率外环以实现系统前后级功率平衡和能量管理,采用基于PSpice的光伏电池仿真模型对所设计光伏并网系统进行了仿真。仿真结果表明,基于PSpice的光伏仿真模型能够有效地模拟实际光伏并网系统的行为特征,将PSpice软件用于光伏发电系统的仿真是可行的。     

Grid-Connected Photovoltaic Multistring PCS With PV Current Variation Reduction Control

In this paper, a grid-connected photovoltaic (PV) multistring power conditioning system with PV input current reduction control is proposed. An improved maximum power point tracking (MPPT) method for the multistring converter is suggested. The suggested MPPT algorithm tracks the maximum power point even though measurement errors exist. To reduce the PV current variation introduced by the inverter, a PV current variation reduction control is suggested. This PV current variation reduction control reduces the PV current variation without additional components. The low current variation reduces the filter size and improves the MPPT efficiency. All algorithms and controllers are implemented on a single-chip microcontroller. Experimental results obtained on a 3-kW prototype show high performance such as a MPPT efficiency of 99.7%, an almost unity power factor, a power efficiency of 96.7%, and a total harmonic distortion of 2.0%.     

大型并网光伏电站集成及应用

介绍了大型光伏并网电站系统的集成．重点分析了系统的重要组成部分：光伏组件、并网型逆变器、汇流箱、交直流配电柜、优化运行。     

光伏并网逆变器控制策略研究

随着光伏技术的日益发展,对太阳能的利用逐渐从无电地区发展到有电地区,许多国家都推出了光伏发电计划。在光伏并网发电系统中,逆变器实现把太阳能电池板产生直流电能转化为和电网同频同相的交流电能并且馈入电网,光伏并网逆变器是光伏并网发电系统的枢纽单元。     

光伏并网的控制策略与最大功率点跟踪的仿真分析

太阳能是一种丰富干净的可再生性能源,研究可靠的光伏并网发电系统控制策略和光伏电池输出特性与最大功率跟踪是非常重要。该文分析了光伏电池的工程数学模型,根据光伏电源输出特性与交流电源之间功率流动特征,提出了并网控制方案采用电压电流双闭环控制结构方法相结合的单级式光伏并网系统,使光伏电源并网逆变器输出电流完全与电网电压相位一致。此外,针对最大功率跟踪算法的实现和并网控制策略的配合问题进行了稳定性分析,最后通过仿真与实验验证了理论分析的正确性及控制策略的可行性。     

Power controller design for maximum power tracking in solar installations

A state space approach to the design of a maximum power point (MPP) tracking system for photovoltaic energy conversion is presented. The problem of optimal-power control of a nonlinear time-varying system is reduced to an ordinary problem of dynamic system stability in state space by applying MPP conditions in controller design. The resulting tracking system searches for the reference point and tunes the converter for maximum power delivery to a load that may represent an end-user, or an energy-storage element, or a power grid-interface. The proposed design procedure for the MPP tracking system ensures a global asymptotic stability under certain conditions, and a minimum degree of the dynamic feedback. The design is verified using the virtual test bed, demonstrating accurate MPP tracking capability under unpredictable weather change, parameter variation, and load disturbance. The tracking system can be applied either to a stand-alone or grid-connected photovoltaic installations, and can be implemented in either analog circuitry or a digital microcontroller.