两级式光伏发电系统低电压穿越控制策略研究

随着中功率两级式光伏逆变器在大中型发电系统中的大规模应用,基于两级式光伏逆变器的低电压穿越控制技术得到越来越多的研究。与单级式光伏逆变器相比,两级式光伏逆变器存在前级DC/DC变换器和后级DC/AC逆变器,控制更复杂,低电压穿越难度更大。文中首先进行了系统建模,然后提出了一种基于控制模式无缝切换的低电压穿越控制策略,DC/DC变换器在稳态时作为MPPT控制器进行最大功率点跟踪,DC/AC逆变器作为恒压源稳定直流母线电压。在低电压穿越时,DC/DC变换器以恒直流母线电压方式运行,DC/AC变换器以有功无功模式运行。此方法可以解决低电压穿越过程中有功不匹配而导致的直流母线过压的问题。最后,通过在一台40k W的两级式光伏并网逆变器样机上进行实验,验证了理论分析的正确性及可行性。     

光伏发电系统低电压穿越控制策略

随着化石能源的减少,环境污染日益严重,可再生能源的开发和利用已成为国民生活和可持续发展的前提,太阳能作为一切能源的源泉,便成了开发的重点.而太阳能光伏发电是太阳能利用的重要方面.近年来,光伏电池的并网容量日益上升,其与电网之间的相互影响也日益突出.重点研究了电网故障情况下光伏发电系统的低电压穿越(Low Voltage Ride Through,LVRT)控制方法.并在PSCAD/EMTDC上搭建光伏发电系统并网模型,通过仿真验证了该控制方法的正确性.     

光伏逆变器低电压穿越控制策略研究

针对光伏逆变器在电网低电压穿越时会出现过压、过流的问题,提出了一种基于光储协调控制的策略。在低电压时间内,光伏逆变器采用最大功率跟踪控制,利用储能系统吸收多余的有功来解决装置过压的问题;对输出电流采取协调分配控制,不仅解决了过流问题,而且还可向系统提供一定的无功功率以便于系统电压恢复。     

基于RTDS的光伏发电系统对称跌落低电压穿越无功控制策略

分析了光伏发电系统有功、无功功率解耦控制,在RTDS实时仿真系统平台搭建了DC-DC和DC-AC两级光伏逆变器模型。提出了一种新型的光伏发电系统的低电压穿越控制策略。在电网对称跌落故障情况下,光伏发电系统向电网输出一定的无功功率,支持电网电压恢复,节省无功设备投入。通过在RTDS实时仿真系统平台仿真及实验验证了控制策略的可行性和有效性。     

基于RTDS的光伏发电系统低电压穿越建模与控制策略

基于实时数字仿真器(RTDS)提出了一种光伏发电系统低电压穿越(LVRT)实时数字仿真方案。首先,通过RTDS的大步长模型和小步长模型构建了整套LVRT仿真平台,具体包括电压跌落发生器、光伏阵列、隔离变压器和光伏并网逆变器等。然后,设计了光伏并网逆变器在三相电网电压正常和对称跌落2种运行工况下的LVRT控制策略。最后,以一台250kW光伏并网逆变器为例,进行了LVRT仿真测试和现场检测实验。仿真和实验表明:该RTDS仿真平台能较好地模拟现场检测平台,且所述控制策略在LVRT过程中具有良好的动、静态特性。     

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。     

基于低电压穿越试验的光伏发电系统建模研究

为进一步提高光伏发电系统建模准确性,研究一种充分利用低电压穿越试验数据建立仿真模型的方法。以内蒙古某光伏电站500 kW光伏发电单元为研究对象,首先,基于典型低电压穿越控制策略,采用最小二乘估计法完成了逆变器低穿控制环节的参数辨识。其次,通过对光伏PV特性曲线的修正获得光伏阵列的环境参数。最后,设计了光伏阵列参数计算流程和低穿控制策略测辨流程,并选取不同电压跌落水平的4组实测数据进行测辨。测辨结果代入基于Simulink搭建的仿真模型后,经由仿真与实测数据的对比验证了所提方法的有效性。     

一种具有低电压穿越能力的单相光伏发电系统

具有低电压穿越能力的光伏并网系统已成为未来发展的趋势。以单相两级式系统为对象,提出了一种新型控制策略：为了最大限度减少直流母线电压在电网故障期间抬升,直流母线在两级之间灵活控制;在低电压穿越阶段,电网电流采用恒定峰值电流控制方法以避免触发过流保护,其中无功电流的幅值取决于电网跌落的深度;控制回路增加给定并网电流补偿环节,最大限度减少给定并网电流幅值中的两倍频扰动,提高并网电流质量。所提控制策略的稳定性及动态特性得到仿真验证。     

光伏并网系统低电压穿越模糊自整定控制策略研究∗

传统的低电压穿越双闭环控制策略速度缓慢并且可能不稳定.将模糊控制与传统比例积分 (PI)控制相结合,根据采样偏差,通过模糊控制器对 PI调节器参数进行实时修改,提出一种光伏并网系统低电压穿越模糊自整定 控制策略,增强光伏并网系统的低电压穿越能力.仿真结果表明,该控制策略在有效补偿无功功率的同时,可以改善电压轮廓和提升速度,具有较好的控制效果.     

基于Non-MPPT算法的区域光伏消纳控制策略

基于两级式光伏发电系统环境自适应算法以及光伏阵列分布式结构,提出一种适用于区域光伏消纳控制的Non-MPPT（maximum power point tracking）算法,力主解决光伏发电系统出力过剩问题。该算法基于光伏模块分布式前级优化器,实现不同环境下光伏模块分散控制,并通过光伏模块输出电压、电流随机变量,导出光伏电池环境修正参数,进而实时修正区域光伏模块最大功率电压,使其最大功率电压实时跟随外部环境变化,并结合电导增量法,实现不同环境下光伏阵列全局最大功率跟踪。而后,若区域性电网光伏发电系统出力过剩,则将区域光伏按其实际出力情况进行分区管理,以区域电网对其出力分配额度为控制目标,推导出光伏阵列对应输出电压,并将其引入至光伏发电系统前级Boost电路,通过修正Boost电路占空比,使光伏发电系统输出功率快速跟随主网需求指令,解决了区域内光伏过剩出力的消纳问题。最后,通过Matlab/Simulink仿真软件搭建两级式三相光伏并网系统,验证该算法在电力系统应用中的有效性。     

基于光伏系统低电压穿越的无功控制策略

分析了光伏逆变器的结构和功率控制方式。计算了光伏逆变器的无功功率极限。提出了一种基于光伏逆变器低电压穿越(LVRT)能力的无功控制策略。通过DIgSILENT PowerFactory仿真结果表明,采用该控制策略的光伏电站,可以在电网故障时不脱网并发送无功,支撑并网点电压,维持局部电网电压稳定。     

一种基于混杂系统的Boost变换器切换控制算法

Boost变换器既有开关动作上的离散性,又有连续子系统,是典型的混杂动态系统。根据混杂切换理论建立Boost功率变换器的混杂模型,分别讨论变换器在CCM和DCM两种工作模式下的切换控制策略。在固定的系统工作频率下,通过检测电感纹波电流与理论值相比较来控制功率开关器件导通或关断,由此得到所需的占空比信号,从而实现Boost功率变换器的混杂切换的控制。根据电容电荷平衡原理,对负载电流进行估算,减少电路中被检测量,简化控制器的设计并提高了效率。最后,在Matlab/Simulink环境下进行仿真实验,验证了所提控制算法的有效性。     

风光储联合发电系统有功控制策略研究及工程应用

综合分析风光储联合发电系统的结构特点和控制特性,设计了可灵活组态的联合控制模式和场站控制模式,实现风、光、储独立控制和互补控制的无缝切换。针对联合发电出力平滑、跟踪目标控制和频率调节的不同应用需求,提出了考虑储能荷电状态反馈的改进平滑控制策略和"风光捆绑、储能解耦"的协调跟踪策略。提出的控制模式及策略已在国家风光储示范工程得到应用,被验证是可行和有效的。     

光伏并网系统低电压穿越时电网电压跌落检测方法的研究

对目前检测电网电压跌落故障的方法进行了归类总结,从中找出适用三相光伏并网系统的检测方法,并对这些方法的检测原理进行了阐述,给出了各种检测法对电网电压跌落的判断量。最后在Matlab/Simulink中建立了仿真模型,从能否检出电压跌落、检出时间及谐波敏感度三个方面进行了比较研究。结果表明,基于相移操作的正负序旋转坐标变换检测法检测电压跌落时间短,对谐波有很强的抑制作用,适合应用在光伏并网系统中。     

基于遗传算法的风光柴蓄复合发电系统优化设计

针对风光柴蓄复合发电系统的非线性特性,采用遗传算法和能量调度策略,以系统初期投资费用和运行费用最优为系统优化目标函数,结合实际工程系统的配置进行了优化设计,并选取与优化方案较接近的三种方案进行全年逐时仿真比较。实验结果表明,在满足用户负载要求的条件下,所采用的优化算法和策略正确,方案配置合理、经济、可行。     

单相光伏并网发电系统控制方法的研究

提出一种单相并网逆变控制算法,在传统单环PI控制的基础上加入电压环,提高了直流母线电压的稳定性,使系统更加可靠.在此基础上,提出基于变步长扰动观测的光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)策略,实现单相光伏并网发电系统最大输出功率点的快速、稳定跟踪.仿真和样机实验结果证明了所提方案的有效性.     

基于混合混沌算法的电力系统无功优化

提出了一种基于混沌算法的主动禁忌混合混沌算法(RTSCOA),该算法结合了混沌算法的全局遍历性和禁忌算法的“记忆”功能,利用主动禁忌法的反馈机制控制管理禁忌表长度,能够有效地跳出局部极小点。分别对IEEE 6和IEEE 30节点进行仿真,并与标准遗传算法/改进遗传算法(SGA/AGA)进行比较,以证明该算法在电力系统无功控制中应用的有效性。经比较,该方法较其他算法在计算速度、寻优能力上有一定的提高。     

基于电流滞环跟踪控制的三相光伏并网系统

分析了三相光伏并网系统的主电路结构,提出了一种电流滞环跟踪控制的三相光伏并网系统。该系统具有稳定性好、电流跟踪性能好,响应快、不需要载波,能够实现功率因素为1 的并网电流输出。在MATLAB环境下,开发了三相并网系统仿真模型,仿真结果验证了所提出控制方案的正确性。