局部遮挡状态下光伏发电系统MPPT变论域模糊控制

基于光伏电池部分遮挡时P-U特性曲线,提出一种全局MPPT变论域模糊控制算法。通过增量法确定伸缩因子,实时改变模糊控制器输入、输出量的论域,扫描系统在各状态下的P-U特性曲线,得到buck电路PWM调制信号,快速准确地实现光伏阵列全局MPPT控制。通过PSCAD/EMTDC搭建的模型仿真表明,所提出的方法能快速应对外界环境变化,有效地实现全局最大功率跟踪,具有良好的动态性能和稳态精度。     

基于模型预测控制的MPPT控制策略

提出一种新的基于模型预测控制(MPC)的最大功率点跟踪(MPPT)优化算法。该目标控制算法把基于电流的改进型电导增量法与模型预测控制算法相结合,完成对光伏阵列最大输出功率的快速跟踪。在算法执行过程中,通过建立系统性能指标函数,评价与估算出未来控制变量的动作,从而决定P-U曲线的跟踪方向。仿真结果表明:该控制策略有效地解决了传统电导增量法在外界环境激烈变化时所产生的误判现象,在提高系统稳定性的同时,大大地减少了最大功率点跟踪时间和系统的能量损耗。     

优化最大功率跟踪法在光伏水泵中的应用

通过对光伏水泵系统功率输出特点的分析,找到影响最大功率输出的影响因素,通过进一步对光伏输出I-V曲线和P-U曲线分析,提出了一种对最大功率点跟踪(MPPT)扰动观察法的优化算法和实现方法,解决了MPPT扰动观察法在最大功率点附近震荡的问题。     

一种新型的交错反激微逆变器MPPT和并网控制策略

针对DCM模式运行的交错反激微型并网逆变器,提出了一种新的MPPT和并网电流控制策略.首先根据并网电流与占空比的表达式,给出主开关管占空比调制指令,并提出一种双频率并网控制策略;其次根据已有光伏电池模型,在Matlab上模拟了光伏电池随输出电流交化时的V-I、P-I特性曲线,根据扰动观测法设计了基于并网电流扰动的MPPT算法,将MPPT输出作为并网电流幅值给定,同时实现MPPT和并网电流控制功能;最后在Matlab/Simulink上对额定功率280W、最大功率点电压35.28V、最大功率点电流7.94A、并网电压220V的交错反激微逆变器光伏并网系统进行仿真分析,仿真结果表明该控制策略能够实现MPPT和并网电流控制的功能,具有较高的控制精度和动、静态响应特性,MPPT迅速准确,并网电流波形质量良好.     

基于改进型恒压控制与直流电压控制的交流微网协调控制方法研究

PQ控制、下垂控制与交流微网中光伏发电、风力发电等微电源之间存在协调性差问题,该文通过采用交流微网的直流电压控制策略,可使直流电压控制与光伏发电、风力发电之间的配合与协调更好,但当采用直流电压控制时,光伏发电、风力发电微电源的恒压控制策略就无法实现,为此改进恒压控制策略,提出基于改进型恒压控制与直流电压控制的交流微网的协调控制策略。Matlab/Simulink仿真结果验证了该文所提控制策略的有效性和可行性。     

基于多个松弛终端的直流母线电压分层控制策略研究

独立运行的多微源直流微电网,因其抗扰动能力弱,需要制定合理的能量管理控制策略来平衡微源间的功率流动,实现直流微电网的稳定运行。采用基于多个松弛终端的直流母线电压分层控制策略实现直流微电网的协调控制,当直流微电网中光伏发电功率或者负载发生变化时,通过松弛终端来维持直流母线电压稳定。根据电压分层控制策略,文章所研究的微网组网中松弛终端是超级电容、蓄电池和燃料电池,分别采用双闭环电流电压控制、基于电压的下垂控制和恒压控制实现孤岛模式下分布式发电系统和混合储能系统间的功率平衡。其中光伏发电根据需要可以作为松弛终端,也可以作为功率终端。通过仿真分析研究,验证了该控制策略的良好效果。     

局部阴影下光伏阵列自适应MPPT方法研究

光伏阵列受局部阴影、个别光伏组件故障等影响,输出P-U特性呈多峰现象,此时传统最大功率点跟踪(MPPT)往往无法跟踪到真正的全局最大功率点(MPP)。为了避免由此导致的光伏阵列输出功率大幅度损失,在深入研究阴影条件下光伏阵列多峰功率特性的基础上,提出一种自适应全局MPPT方法。当光伏阵列的输出P-U特性发生变化时,该方法能自适应调整跟踪策略寻找到全局MPP。20 k Wp光伏阵列仿真实验和统计分析结果表明,该方法在超过90%的阴影案例中,能准确快速平稳地跟踪到真正的全局MPP,且对开路电压和短路电流估测误差具有鲁棒性。实验测试结果表明:该MPPT方法能在局部阴影发生前后跟踪到光伏阵列的全局MPP。由于原理简单、所需传感器数量少、MPPT跟踪性能优异,自适应MPPT方法具有较好的应用前景。     

计及混合储能荷电状态的光伏直流微网功率分配策略

针对光伏直流微电网中光伏出力和负荷投切产生的功率波动,将锂电池和超级电容器构成的混合储能系统（hybrid energy storage system,HESS）运用在直流微网中可以平抑系统功率波动和稳定直流母线电压。在考虑超级电容荷电状态（SOC）的二次功率分配的基础上,提出一种基于光伏单元,混合储能系统和负荷三者协调运行的控制模式。根据光伏电池出力情况和负载消耗功率的关系以及各储能单元间SOC的不同,将光伏直流微电网分为4种运行模式,实时调节各储能单元的出力情况,使系统各微源间的功率达到动态平衡。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了一个含混合储能系统的光伏直流微网仿真模型,结果表明所提控制策略既能稳定运行在各种工作模式,又能保证直流微网系统稳定可靠运行的前提下优化各微源间的出力,验证了该控制策略的有效性和准确性。     

基于Z源逆变器的离网光伏系统仿真设计

对于偏远或电网未覆盖的区域,设计优良的离网光伏系统可解决本地负载的供电问题。将高效Z源逆变器应用于离网光伏系统,提出了系统整体控制策略,在控制离网系统三相交流电压稳定的基础上,同时进行光伏系统最大功率点跟踪（MPPT）,额外能量为蓄电池组充电,实现了能源的有效利用。系统仿真结果表明,当交流负载阶跃变化时,系统输出交流电压及MPPT控制仍能快速恢复稳定,蓄电池充电电流也能自行调整,验证了该离网光伏系统的正确性与可行性。     

风光储微网系统孤岛运行控制策略研究

文章建立了基于光伏发电系统、永磁同步风力发电系统以及混合储能系统的微网系统,主要对低压微网孤岛运行控制策略进行研究。针对传统单一主电源控制存在的缺陷,设计了由超级电容和蓄电池组成的混合储能系统作为主电源,采用改进V/F控制策略,为微网系统提供电压和频率支撑,同时在微网系统频率波动时实现功率的快速跟踪;风力发电系统和光伏发电系统作为从电源,采用按最大功率跟踪输出的PQ控制策略。基于PSCAD/EMTDC仿真平台建立了微网系统仿真模型并对不同运行工况进行仿真实验,仿真结果表明了该控制策略的有效性,同时微网孤岛运行的可靠性和稳定性得到了提高。     

Study on the operation control strategies of microgrid islanding of photovoltaic and energy storage

主要讨论了光储微网在孤岛运行模式下的控制策略,分别对光伏逆变器进行PQ控制,对储能变流器进行恒压恒频控制实现微网在孤岛模式下对负载的稳定供电.在Simulink中搭建仿真平台对所提出理论进行仿真,对仿真结果进行分析,验证了所提控制策略的正确性和有效性.     

光伏水泵系统控制方案及其稳定性对比分析

由于光伏阵列的I-V非线性特征,在光伏水泵系统中,驱动电机的控制方式、调节器参数及不同阵列工作点均会改变系统的传递函数结构和参数,进而影响光伏水泵系统的稳定运行。通过建立光伏水泵系统的小信号模型,详细分析系统在光伏阵列不同工作点条件下小信号模型参数的变化规律及稳定性,分别研究和对比V/F控制与矢量控制方式对系统稳定性的影响。理论分析和实验结果表明不同的控制方式对系统的稳定裕度影响差别较大,矢量控制具有快速的功率响应特性,可明显改善系统的稳定裕度。     

基于模糊PI双向线性预测的光伏MPPT控制

使用扰动观察法的光伏系统在初始化启动过程中或光强发生较大变化时,由于受扰动步长的限制,无法快速接近最大功率点,造成大量能量的浪费。针对该情况提出一种快速最大功率点预测算法。首先将光伏P-U曲线在0点附近Taylor展开,取线性部分作为功率函数P(u)的近似方程。由于P-U曲线存在两个0点,近似方程将从曲线的两个方向交于一点,然后近似认为P-U曲线在该点取得最大功率。最后P-U结合曲线恒压恒流区的特点,计算预测误差并给出剩余搜索范围。双向线性预测的思想用于近似估计最大功率点,此后通过模糊PI控制提高跟踪精度。此方法有效克服了扰动观察法速度与精度无法兼顾的矛盾,相对经验值预测法,该方法不依赖于统计规律,其精度受环境因素的影响较小。仿真及实验结果表明该方法具有快速、高效的优点。     

微电网孤岛运行时光伏发电控制策略研究

光伏作为微电网中的微电源有并网和孤岛两种典型的运行模式。并网时,公共连接点(PCC)处的电压和频率由大电网控制,光伏通常运行在最大功率捕获(MPPT)模式或定功率输出(PQ)模式,控制策略相对成熟;孤岛时,由于失去大电网支撑,如果仍然采用定功率输出,会导致微电网内电压和频率的崩溃。文章在分析了控制策略转变需求的基础上,提出了基于主从模式的下垂控制策略,可以使光伏在孤岛运行时,动态维持微电网内能量平衡,稳定母线电压,同时使得光伏之间及光伏和其他微电源之间有效配合、协调控制。     

独立运行风光互补发电系统能量优化管理协调控制策略

针对系统运行工况复杂、供电稳定性和安全性要求高的特点,深入分析并给出独立运行风光互补发电系统能量流动及工作模式转换关系图,采用风电优先、光电次之、蓄电池辅助的电能分配原则与功率供需动态平衡的能量优化管理机制,提出包括能量管理与工作模式控制、风力发电控制、光伏发电控制和蓄电池充放电控制在内的功率协调控制策略。风力和光伏子系统控制均具有功率电压双闭环控制结构,功率外环采用基于梯度变步长MPPT算法或基于梯度信息LPTC算法产生最佳功率点电压,电压内环实现最佳功率点电压的自动、快速、无差跟踪,同时可实现MPPT和LPTC算法之间的平滑切换。仿真研究结果表明,本文所论能量优化管理协调控制策略能够根据风速、光照强度、负载的变化及蓄电池工况,协调风力发电、光伏发电子系统和蓄电池的工作状态,实现系统不同工作模式下自动运行及合理转换,保持能量供需动态平衡,实现系统的优化及可靠运行。     

太阳能光伏系统MPPT控制算法的对比研究

根据光伏太阳电池板的内部结构和输出伏安特性建立光伏方阵的Matlab仿真模型,利用实测的气象光强数据对恒压跟踪法、爬山法、爬山改进法和INC法等4种光伏系统最大功率跟踪(MPPT)控制算法进行计算机仿真,评价每种算法在不同天气的光照变化条件下特别是光照强度迅速变化时的跟踪效果,得出各个算法的优缺点。仿真结果用于指导太阳能光伏系统最大功率跟踪器的设计及其控制算法的选择。     

一种不依赖储能的光伏逆变器离网电压型控制策略

提出了一种不依赖储能的光伏逆变器离网电压型控制技术。该控制技术采用两级式光伏逆变器拓扑,前级Boost变换器采用负荷驱动型控制,实现最大功率点以下的源-荷功率平衡;后级逆变器则采用恒压恒频控制,支撑交流母线稳定。该控制策略使光伏逆变器在不依赖储能的前提下,独立支撑母线电压,并迅速调整光伏电池工作点以响应负载需求,保证了光伏逆变器和负载之间的功率平衡。仿真和实验结果表明,该控制技术极大地拓展了光伏的工作范围,提升了分布式光伏的主动支撑能力。     

基于BP神经网络光柴孤网运行优化控制研究

摘要： 光柴互补发电独立微电网系统,主要包括：光伏电池组发电、柴油机发电和负载等,光伏发电模型采用MPPT控制。在确保光伏最大功率输出的基础上,对原动机及其速度/功率反馈系统、同步发电机及其励磁控制系统进行分析,建立相应的数学模型。设计基于BP神经网络算法PID控制器,控制原动机的转速调整其输出功率,维持微网系统频率的恒定。仿真结果表明：该控制策略实现光伏最大功率输出,提高太阳能利用率。同时,保证微网系统的频率恒定。     

新型孤岛微网主从控制策略研究

为降低传统主从控制中对主电源的依赖,提高微网功率调节能力,提出了采用对等控制的储能逆变器作为主电源,采用功率控制的分布式电源逆变器作为从电源的新型主从控制策略。搭建了光伏电池模型,设计了其接口变流器的控制策略,以保证光伏最大功率输出。给出了传统主从控制策略中主电源V/f及从电源PQ控制原理,并采用相角下垂控制对主电源控制方法进行改进,使储能逆变器共同作为主电源运行,最终形成新型主从控制策略。应用相角下垂控制有效克服了频率下垂控制频率偏差的问题。最后依据上海电气中央研究院微网一期工程搭建了微网仿真模型,在孤岛运行模式下进行传统主从控制和新型主从控制策略的对比仿真研究。结果表明,新型主从控制策略不仅可以保证微网稳定运行,而且相对于传统主从控制可有效降低对单台主电源的依赖,增强了微网的稳定性,同时提高了微网功率调节能力,更大范围平衡分布式电源和负载的波动。     

大型光伏电站接入多机系统暂态电压稳定性研究

以一个集中式光伏电站接入IEEE 14节点系统为例,运用时域仿真法对含大规模光伏多机电力系统的暂态电压稳定性进行详细分析。除感应电动机外,光伏逆变器的动态特性以及光伏电站的运行模式也是影响系统暂态电压稳定性的重要因素。在系统负荷较轻时发生短路故障或系统发生断线故障时,较小的光伏逆变器响应时间常数有利于系统恢复暂态电压稳定;系统重载时光伏采用PV模式比PQ模式更有利于维持暂态电压稳定性。当光伏采用PQ模式运行,若系统重载,则会使短路故障极限切除时间大大减小,而在较大的光伏有功出力下断线故障易造成电压崩溃现象。安装动态无功补偿装置STATCOM可有效提高含光伏多机系统在重载时的暂态电压稳定性。