光伏并网系统的无盲区孤岛检测实现

IEEE Std,929-2000标准要求光伏并网逆变器必须配置孤岛保护。提出了易于DSP实现的Sandia频移(SFS)孤岛检测方案,通过分析数学模型得到一般工况下孤岛检测的不稳定判据,通过合理设计频移系数,即可实现光伏并网系统的无盲区孤岛检测。前级直流变换环节通过改进的变步长扰动追踪光伏发电系统的最大功率点可有效减少功率波动,为网侧孤岛测试提供一个良好的实验平台,进而获得理想的频移系数。仿真和实验结果均表明所提出的SFS孤岛检测的方案能快速进行孤岛保护,且对电网无污染。     

分布式发电系统并网变流器防孤岛检测技术研究

在分布式并网发电系统孤岛检测技术及防孤岛效应保护能力测试技术发展现状的基础上,提出并研制了复合光伏并网逆变器和风力发电并网变流器的防孤岛效应试验平台。该平台实现了不同类型并网变流器防孤岛效应测试。不仅可用于验证分布式发电系统并网变流器的防孤岛效应保护能力,还可用于研究不同孤岛检测方法的特点,为并网变流器孤岛检测策略的选择及优化提供依据。     

基于无功扰动的三相光伏逆变器孤岛检测

大型光伏并网逆变器以单级式三相电压型逆变器作为变流设备,针对分布式发电系统固有的孤岛现象,提出一种动态无功扰动方法。根据无功功率与电网频率的关系,采用扰动无功功率的方法来检测孤岛现象,在发生孤岛现象后,该方法能迅速检测出频率异常并加速无功扰动,从而迅速分离逆变器与电网的联系。仿真和实验结果表明,该控制方法可有效地检测三相并网型光伏逆变器的孤岛现象。     

考虑多分布电源的孤岛检测方法研究

随着分布式发电的发展,越来越多的可再生能源转化成电能输送到电网。按照分布式电源的发电原理可分为同步发电机、感应式发电机和基于逆变器的直流发电设备。目前孤岛检测方法的研究主要集中在单一分布式电源或同一类分布式电源,并没有把检测方法应用到多类别分布式电源并网运行,本文考虑了基于逆变器和同步发电机并网,通过仿真分析了同步发电机对基于逆变器孤岛检测方法的影响,为以后孤岛检测方法的研究提供依据。     

基于太阳能发电系统的分布式电网并网研究

实现分布式发电系统的有效并网是分布式电网主要的一个发展方向。以太阳能发电系统为例对分布式电网的并网系统展开研究。着重分析了在光伏并网过程中出现的孤岛效应,同时在远程智能孤岛检测设计中提出了基于电力系统同步相量检测单元(PMU)的孤岛效应检测方案。最后给出了光伏并网流程,提高分布式电网并网的安全性与稳定性。     

光伏发电系统运行模式无缝切换控制策略

传统独立光伏发电采用电压型控制,并网光伏发电采用电流型控制,无法实现运行模式的无缝切换。为此,提出光伏发电系统在2种运行模式下都采用电压型控制,避免控制策略切换所引起的冲击。针对光伏发电系统的特点,分别设计了光伏逆变器在孤岛运行、并网运行及模式切换时的下垂控制策略。将下垂控制进行改进,通过动态平移下垂曲线,使光伏逆变器并网运行时能够始终输出最大有功功率,抑制不同情况下的功率偏移,同时维持直流母线电压稳定,孤岛运行时能够跟踪电网运行状态,减小并网瞬间的冲击。仿真结果和实验结果均验证了所提控制策略的有效性,光伏逆变器在孤岛模式及并网模式都能够满足稳态运行要求,模式切换暂态过程平滑无冲击。     

多机光伏并网逆变器的孤岛检测技术

随着分布式发电的迅速发展,越来越多的可再生能源被转化为电能通过并网逆变器输送到电网。并网逆变器要求具备孤岛检测功能,通常对其输出施加一定的扰动以提高孤岛检测能力。目前对光伏并网逆变器的研究主要集中于单机,而本文从多机并网运行的角度对孤岛检测方法进行了研究。针对并网逆变器所常用的移频与移相两类主动孤岛检测技术在多逆变器并联工作下的相互联系及内在影响进行了深入分析。同时给出这两类方法下的逆变器孤岛检测设计注意事项及孤岛算法参数选取方法,从而为多机光伏并网逆变器孤岛检测提供了理论指导。     

光伏发电系统的PSCAD/EMTDC仿真建模及孤岛检测研究

基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了并网光伏发电系统模型,分析了并网光伏发电系统的孤岛效应现象。并网逆变器采用最大功率点跟踪(MPPT)-电压控制策略,孤岛效应识别方法采用基于频率-无功电流反馈的孤岛检测方法。通过光伏发电系统输出特性仿真及孤岛检测仿真,验证了所提模型和方法的正确性。     

大功率回馈型光伏逆变器测试系统的研究

为验证大功率光伏逆变器的性能及并网安全性,文中提出了一种大功率回馈型光伏逆变器测试平台。该测试平台在实现能量双向流动的同时,解决了大功率设备的网侧谐波和无功污染问题。测试平台主要由光伏模拟源、电源模拟源及一体化监控系统组成。光伏模拟源可模拟光伏阵列的输出特性;电网模拟源可模拟电网正常及故障特性,并能够满足并网设备的零(低)电压穿越。一体化监控系统自动执行预定的试验流程,如效率测试、MPPT测试、电压不平衡测试等。通过实验验证,该测试系统具有较完善的实验功能、优越的性能指标以及较低的功率损耗,能够满足大功率光伏逆变器的测试需求。     

光储微电网运行特性及影响因素分析

建立了一个光伏发电微电网测试平台;系统以蓄电池为储能装置,并通过双向逆变器并入微电网,用以维持微电网的暂态功率平衡。当微电网联网运行时,以外电网电压和频率为参考,蓄电池双向逆变器、光伏并网逆变器采用定功率控制;孤岛运行时,双向逆变器的控制策略切换为定电压、定频率控制,用以提供微电网电压和频率参考。实验结果表明,该系统可以稳定地工作在联网模式和孤岛模式,光伏发电功率波动及负荷波动均不会影响微电网的稳态运行,蓄电池的荷电状态对微电网的稳态孤岛运行以及联网和孤岛之间的切换有重要影响。     

利用光伏发电优化功率控制提高电网暂态稳定

随着光伏发电装机容量的逐步提高,光伏高渗透率的区域电网的稳定性面临挑战。因此进行了光伏电站的功率控制研究,在故障暂态过程中,合理减少光伏系统有功输出,保证光伏直流侧稳定,提高光伏逆变器的无功输出能力,以实现电网电压稳定和网内机组功角特性的改善。以美国西部联合电力系统(WSCC)3机9节点系统接入光伏电站为例,验证了所提控制策略能有效提高电网内机组的暂态稳定能力,有利于光伏发电的安全并网,并改善了输出性能。     

太阳能光伏辅助市电供电系统

以太阳能电池作为辅助电源,实现了与市电共同负载用电设备无蓄电不入网的直接供电方案。将太阳能电池组光伏输出经DC／DC变换器升压后的输出与用电设备的整流桥输出连接,并跟踪市电电压变化使之在相同的光伏条件下维持一定的输出功率;另外也设计了DC／DC／AC变换器电路逆变成与市电同频同相的交流输出,通过单向控制电路与市电隔离,使电源变换电路的输出只加载到用电设备中而不逆流进入到电力网,从而避免高昂的蓄电成本,或并网的输送、占地、维护等成本和入网的技术限制。     

A module‐integrated isolated solar micro‐inverter without electrolytic capacitors

This paper presents a module‐integrated isolated solar micro‐inverter. The studied grid‐tied micro‐inverters can individually extract the maximum solar power from each photovoltaic (PV) panel and transfer to the AC utility system. A harmonic suppression technique is used to reduce the DC‐bus capacitance. Electrolytic capacitors are not needed in the studied solar micro‐inverter. High conversion efficiency, high maximum power point tracking accuracy and long lifespan can be achieved. The operation principles and design considerations of the studied PV inverter are analyzed and discussed. A laboratory prototype is implemented and tested to verify its feasibility. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

高效光伏发电功率变换及其系统适应性专辑特邀主编评述

<正>近年来,太阳能光伏发电技术有了突飞猛进的发展,尤其是光伏并网的大规模应用以及分布式光伏和微电网技术的兴起,光伏发电中诸多问题形成了研究热点并受到业界和学界的关注。如对于光伏逆变器的高效化,这几年从系统结构、电路拓扑和控制策略等多方面进行了积极有效的探索研     

光伏发电系统自动监测与控制

对并网光伏发电系统的自动监测和控制进行了设计和研究。并网光伏发电系统中太阳电池阵列产生的直流电通过光伏并网逆变器转换为与大电网相同相位与频率的220 V或380 V正弦交流电,然后并入大电网。分布式光伏发电系统组成的微网和大电网双向交换,通过大电网调节并网光伏发电系统不足和多余的电力,使系统可靠地输出稳定、波形良好的正弦交流电。     

采用Boost的两级式光伏发电并网逆变系统

在光伏并网发电中,为了提高效率,必须实行最大功率点跟踪,而为了实现并网,直流侧电压必须高于电网电压幅值,这就限制了光伏电池电压的调节范围。对一种单相光伏发电并网逆变系统进行了研究,它由Boost DC/DC电路和逆变桥组成。前级Boost斩波电路则通过调节占空比而改变光伏阵列的输出电压,实现最大功率点跟踪;后级逆变电路采用电压外环,电流内环的双环控制方法,电压外环控制逆变侧电容电压的稳定,电流内环控制并网电流实现并网。在这种系统中,最大功率点跟踪和并网是相互独立的,互不干扰,使整个系统更加灵活可靠。主要研究了逆变系统各重要元件参数的选取方法以及逆变系统的控制方法。最后用MatlabR2007a/Simulink进行了仿真,证明了该逆变系统的可行性。     

太阳能辅助驱动低成本电气传动研究

针对抽油机、潜水泵等野外长期稳定运行,耗能较高的工程状况,提出了利用丰富的太阳能光伏发电辅助电网驱动的低成本电气传动方案.该方案将太阳能发电直流输出、公共电网整流输出在逆变器的直流母线DC侧汇合,采用单台逆变器变频调速驱动电机负载.系统结构简单、成本低,最大限度利用太阳能达到节能之目的.     

太阳能发电低电压穿越技术综述

近几年来伴随着光伏设备装机容量的扩大,太阳能发电供电比重越来越大,当电网发生故障或电压暂降时,光伏阵列可能解列给电网带来不稳定,甚至造成电网的全面瘫痪,综述了3种光伏逆变器低电压穿越的解决方案和控制策略,重点分析了基于控制无功电流实现电压支撑的解决方案。     

基于超级电容的光伏并网低电压穿越控制策略研究

针对光伏系统在电网扰动或故障时突然脱网给电网带来严重后果,对基于超级电容的光伏并网系统的低电压穿越控制策略进行研究。在电网电压跌落时,通过控制超级电容吸收有功功率,平衡直流母线电压,减少光伏阵列注入逆变器的功率,防止逆变器过流。同时保证了逆变器的无功电流输出能力,支撑电网电压,实现系统的低电压穿越。利用系统仿真模型进行验证,结果表明该方法提高了光伏并网的低电压穿越能力,在保证光伏系统安全运行的同时,大大提高了无功支撑能力,稳定了电网电压,利于故障恢复。     

光伏组件受雷电影响的因数检测及仪器选择

鉴于雷电对太阳能光伏系统具有危害性,针对目前光伏发电系统专业防雷系统标准尚待完善,缺乏针对光伏发电防雷系统的专业检测设备,以及光伏发电防雷控制系统知识的专业培训,同时光伏组件设计生产过程中,没有将防雷检测作为产品设计检测的必备环节等现状,对光伏发电系统防雷结构设计及仪器选择进行阐述。本文简要叙述了雷电对光伏发电系统的危害及雷电分类,详细阐述了光伏发电系统防雷结构装置的设计方案,光伏发电系统监测方式以及光伏发电系统所需的检测仪器。