光伏直流微网系统的蓄电池新型充放电控制策略

光伏发电与蓄电池组成的直流微网系统可以实现能量平衡并且提高电能质量。在综合考虑光伏发电与蓄电池储能控制的基础上,设计了一种新型的适用于光伏直流微网系统的蓄电池充放电策略。该策略采用双闭环控制双向直流变换,保证了蓄电池与光伏电池间的正常能量交换。同时在考虑蓄电池电压变化、温度变化的基础上,采用模糊控制进行综合决策来避免蓄电池过充过放。最后在MATLAB/Simulink中建立了仿真模型,在不同运行情况下对光伏直流微网进行仿真,其结果验证了所提控制策略的有效性和可行性。     

独立光伏发电直流网能量管理控制策略

针对目前直流母线式独立光伏发电系统的供电稳定性较差的问题,以蓄电池组作为储能单元,选取具有电气隔离的双向DC/DC变换器来实现直流母线电压的稳定.根据光伏阵列输出功率和负载功率之间的关系以及蓄电池组端电压的不同将系统分为6种工作模式.给出了系统在各个模式间切换的程序流程图,设计了单向变换器和双向变换器的控制策略.最后基于Matlab/Simulink制作了仿真模型,仿真结果表明,当系统的光照或者负载变化时,通过控制能量在蓄电池组和直流母线之间的传递以及系统工作模式之间的切换,直流母线电压的稳定性得到了有效控制.     

多光伏发电直流网及其控制策略

提出一种多光伏发电直流网拓扑结构,系统包含多光伏电池、蓄电池、直流母线以及功率因数校正、双向直流变换等电路.光伏电池因地制宜分布式配置,并通过直流变换器连接到低压直流分支母线,直流变换器依据分支母线电压变化情况,实时调节光伏电池输出功率以满足负载用电及确保分支母线电压稳定;高压主母线通过双向直流变换器连接各供电单元以及...     

光伏直流微网母线电压稳定控制

为了实现光伏直流微网母线电压的稳定控制,提出了一种分层协调控制方法,该方法通过设定合理的电压阈值,对直流母线电压变化量的控制来协调蓄电池储能接口、网侧接口及光伏接口的工作方式,确保在不同工况下都能保持微网内的有功功率平衡.通过在并网过程中采用预同步控制和脱网过程中的电压电流双环控制以减小暂态电流冲击.利用Matlab/Simulink进行了仿真和实验验证,结果证明了该方法的有效性和可行性.     

直流微网系统的多模态运行控制

详细分析了系统处于并网和孤岛模式的运行情况,归纳设计了系统的9种工作模态,并针对每一种工作模态提出基于本地信息的系统整体协调控制策略,来协调光伏接口、储能接口及网侧接口的工作方式,旨在保证直流母线电压维持恒定,确保对电压变化敏感的重要负荷(如恒功率负载)的可靠供电和系统的能量平衡及稳定运行。根据电网状态、分布式电源输出功率与负载需求关系、蓄电池荷电状态等本地信息,决定系统的工作模态及模态间切换,所提控制策略有效维持了直流母线电压的恒定,实现了直流微网系统的运营可靠性。最后利用Matlab/Simulink进行仿真研究,结果验证了所提方案的有效性。     

基于两电平电压源型换流器的直流微网交直流侧接地方式

随着分布式能源、直流负荷、变频负荷及电压敏感负荷的快速发展,直流微网将在未来电网中得到广泛应用。现阶段直流微网的接地设计尚无统一规范,国内各示范工程采用的接地方式也各有所异。本文针对基于两电平电压源型换流器的直流微网,从交直流侧谐波的角度分析了各种接地方式的利弊,推荐交流侧采用换流器LCL滤波器的滤波电容中性点接地方式,直流侧采用直流电容中性点接地方式。实际工程中接地方式的选取需考虑多个方面的因素,因此本文结论不可作为直流微网接地设计的评判标准,但可为设计人员提供参考。     

独立运行直流微网协调控制策略

针对光伏发电系统的随机性、间歇性、波动性以及独立运行对负荷投切敏感等技术问题,分析了光伏发电的基本原理、建立了相关数学模型、推导了光伏发电系统出力波动与直流母线电压的解析关系.在充分考虑功率型及能量型两类储能特性的基础上,提出了采用超级电容、蓄电池混合储能平抑负荷功率波动的技术方案,应用改进下垂控制理论与电压前馈校正算...     

直流微网研究中的关键技术

直流微网作为连接分布式电源与主网的一种微网形式,能高效地发挥分布式电源的价值与效益,具备比交流微网更灵活的重构能力。但由于直流电灭弧困难,直流微网系统的设计缺乏统一的标准与规范,直流微网的大规模推广应用将是一个长期过程。本文根据现有文献资料对直流微网研究中的控制技术、保护技术、结网方式、通信技术和电力电子接口电路等关键技术的现状做一个全面的阐述;最后,结合我国的电网国情,就直流微网在城市居民小区内的推广应用提出建议方案。     

直流微网接地综述与基于控保协同的保护方法研究初探

直流微网可能会对用户供电方式带来变化,该文旨在系统阐述与其保护技术相关内容的研究现状。首先,明确了所研究直流微网的电压等级以及相关的电力电子器件,在此基础上根据运行性能和成本等因素总结了被广泛接受的接线方式。然后,总结了与接地方式相关的多个性能指标并对重要的部分做出解释,在空间上从交流网侧、交流阀侧、直流系统侧和用户侧4个方面阐述了直流微网接地方式的选择,之后讨论了直流侧接地点个数的选择并提出了现有文献对接地选择的争议。最后,总结了各类元件的极间故障特征,并在接地方式的基础上对各种接地故障特征进行了讨论分析。该文简单介绍了现有保护方案,并针对其局限性以及电力电子器件可控的特点,从器件和系统2个方面阐述了基于控保协同的保护方法。最后展望了与直流微网保护密切相关的接地方式、故障分析以及保护方法的研究方向。     

直流微网实验中数字式光伏模拟器的研究与开发

直流微网实验中,光伏电池必不可少,然而,光伏电池的铺设面积及输出等不确定因素使得光伏模拟器的研究成为必然.根据光伏模块的等效电路模型,并结合Simulink中的模块,搭建立了光伏电池仿真模型,根据模型的输出特性,采用了基于DSP28335控制的Buck斩波电路实现光伏特性的输出,给出了主电路及检测保护电路的设计,分析并研究了光伏跟踪的几种算法,最后给出了几种算法下的输出波形并绘制了光伏模拟器的输出特性曲线.     

光伏逆变器的调制方式分析与直流分量抑制

单相无变压器型全桥并网逆变器由于体积小、效率高、造价低,被广泛地应用于低功率光伏并网系统中。在双极性脉宽调制方式下,全桥逆变器的共模电压恒定,不产生共模电流。但此调制方式不能消除输出电流的直流分量。为此,提出一种新的控制算法来抑制直流分量的输出。该算法使用2个补偿环节分别抑制由于调制脉宽不对称和并网电流检测误差导致的直流分量,无需增加外围硬件电路,且所增加的环节只占用很少的控制芯片资源。实验结果证明了理论分析和算法的正确性。     

基于运行方式集合法的光伏发电接入对孤立电网稳定性影响的分析

提出一种选取运行方式集合分析光伏电源接入孤立电网后稳定性的方法。本方法先穷举该电网所有的开机组合,再基于经济性原则,筛选掉部分开机组合;根据电源和负载需求情况确定电网可能出现的最大、最小负荷,并在最大、最小负荷之间均匀地选取若干典型负荷值,同时选择与之相适应的开机组合;在适当考虑系统的旋转备用后,最终构成运行方式集合。根据形成的运行方式集合,再采用相应的仿真计算,能更全面地分析光伏电源接入孤立电网后存在的稳定性问题。应用实例证明了该方法的有效性。     

江西电网光伏电源规模化接入的对策探讨

介绍了国内外太阳能光伏发电的研究与应用现状,结合太阳能光伏发电的原理与主电路结构,详细分析了光伏并网中可能出现的电压偏差、电压波动、谐波与直流偏磁、不平衡和故障状态及保护配置等方面的问题。阐述了江西省太阳能资源的分布和近期的规划建设情况,以拟建设的新余10MW光伏并网电站为例,初步探讨了其并网可能产生的影响。针对江西电网光伏电源可能出现的规模化接入问题,从技术研究和管理手段两方面提出了相应建议。     

光伏电站直流汇集接入系统的建模分析

与传统的光伏交流接入系统相比,光伏直流汇集接入系统具有控制方式简单、系统损耗较小、光伏利用率高的特点。以某市一光伏直流汇集接入系统为例,给出光伏直流汇集接入系统的拓扑结构;构建光伏电池、多模块Boost全桥隔离变流器(BFBIC)及箝位双子模块型模块化多电平变流器(CDSM-MMC)的PSCAD模型。提出光伏变流站的2种控制策略,通过仿真对比分析2种控制策略的抗光照干扰能力及光伏发电电能输送能力,并给出控制策略的使用建议。     

直流微电网电压平衡器的控制策略

提出了一种适用于直流微电网负荷不平衡的电压平衡器控制方法,为直流微电网系统用户端提供稳定可靠的直流供电。根据电压平衡器主电路拓扑结构,通过状态空间平均法对其建立小信号模型,在电路模型分析的基础上引入PWM控制技术,采用 PI环节实现输出电压的平衡控制,保证平衡器输出端的稳定,抑制负荷扰动对直流输出电压的影响。利用MATLAB仿真软件搭建了15 kW的实验样机,并在负荷变动的情况下对电压平衡器进行仿真验证。仿真结果表明了理论的正确性及所提出控制策略的有效性。     

面向直流微电网的升压型光伏发电系统研究*

针对面向直流微电网的升压型光伏发电系统,主要从光伏电池的工程模型、最大功率点跟踪控制技术以及升压型光伏发电系统的性能仿真与数字化实现等方面开展了深入的研究。根据P-U曲线的单峰性,确定了利用升压型变换器的阻抗变换作用和电导增量法相结合的最大功率点跟踪实现方案,并详细分析了电导增量法实现最大功率点跟踪的原理。通过研究传统的固定步长电导增量法最大功率点跟踪控制策略,提出了一种改进的变步长电导增量法,并这两种方法进行了仿真验证,并进行了实验研究。相应的实验结果证明了所设计的改进的的变步长电导增量法,解决了传统的固定步长电导增量法所存在的跟踪速度与稳态精度无法同时调节的问题。     

不平衡电网电压下光伏并网逆变器滑模直接电压/功率控制策略

不平衡电网电压下,光伏并网逆变器的输出功率和输出电流都将产生波动,给电力系统的稳定运行造成不利影响。根据光伏并网系统的数学模型,提出了光伏并网逆变器基于滑模控制的直接电压/功率控制策略。该控制策略可在电网电压不平衡时有效抑制并网逆变器输出有功功率和无功功率的波动。根据光伏并网逆变器输出功率和正、负序电流的关系,提出了以消除负序电流为控制目标的改进控制策略。此外,为提高系统的运行性能,提出了功率电流协调控制策略。最后,对所提出的控制策略进行了仿真分析,仿真结果验证了所提出控制策略的有效性。     

光伏电站直流汇流电缆选型

光伏电站组件布置面积大,直流侧汇流级数多,直流汇流电缆数量庞大,造价占比较高,光伏电站建成后直流汇流电缆损耗所造成的电站效益损失大,故在直流侧汇流电缆截面选择时,应注重经济截面的选择.目前相关规范、规程或设计手册上的经济电流密度曲线均适用于交流电缆,不适应光伏电站直流侧汇流电缆经济截面的选择.结合光伏发电的特点,提出了基于GB 50217附录B的光伏电站直流汇流电缆经济电流密度的计算方法.在此基础上,结合现有规范,给出了直流汇流电缆的综合选型方法.     

光伏直流升压场站并网整体协同低电压穿越控制策略

光伏直流升压汇集场站中,光伏列阵经DC/DC升压后汇集,再由DC/AC换流站逆变后接入交流电网。对于多个光伏直流升压场站并网系统,并网DC/AC换流站输出无功电流大小受自身容量与端口电压跌落程度影响,在协调机制不明确情况下,无功整定困难,靠近故障的场站存在脱网风险。为此,在分析各DC/AC换流站无功出力对端口电压影响的基础上,提出了光伏直流升压场站并网系统整体协同低电压穿越控制策略。进入低穿后,DC/AC换流站检测本地端口电压,立即向电网注入无功进行支撑;总控站利用通信获知各换流站的端口电压,进而协调各换流站的无功电流输出额度。同时,在分工况细化协调机制的基础上,对DC/AC换流站无功电流输出进行通用化整定。仿真结果表明,所提控制策略在交流电网发生故障时,能有效协调各DC/AC换流站进行无功补偿,提高系统整体低电压穿越能力。     

电压源换流器接地方式对直流配电系统的影响

针对低压直流(Low Voltage Direct Current, LVDC)配电系统分析比较了电压源换流器不同接地方式的优缺点。分别在换流器电容中点直接接地和高阻接地方式下,对换流器交流出口处不对称故障特性和直流线路单极接地故障特性进行了分析,并建立LVDC电磁暂态模型进行了仿真研究。对比系统不同工况下的暂态性能可知,电压源换流器电容中点高阻接地方式优于直接接地方式。高阻接地的方式对限制故障电流更为有利,同时也有利于直流配电系统故障消除后的快速恢复,这为未来直流配电系统保护方案的配置奠定了基础。