网间规模化光伏并网对系统阻尼的影响及优化措施

电力系统受到大扰动后,其振荡中心电压大幅波动,受此影响,其近区规模化光伏汇集线功率会出现显著波动,加剧光伏与电网交互作用。文章基于光伏暂态仿真模型,分析了并网电压低频跌落或回升过程中,光伏并网系统暂态功率特性;基于等面积原理,分析了不同控制方式下光伏并网系统等值电纳Bpv的Us-Bpv轨迹及其对振荡的影响,并据此揭示了光伏并网系统对电网振荡阻尼的作用机制。通过两区域四机系统受扰时域仿真,验证了基于光伏并网系统Us-Bpv轨迹特征,评估其对系统阻尼影响的有效性,在此基础上,指出利用附加阻尼控制的SVG具有增强系统正阻尼作用。     

双级式光伏并网变换器的控制策略研究

文章针对双级式光伏并网前级Boost变换器,提出了一种具有功率、电压双闭环结构和基于梯度信息的变步长MPPT控制策略,它直接从光伏阵列的功率-电压特性出发,依据梯度信息直接给出最大功率点电压,进而通过电压闭环实现自动寻优,快速实现最大功率跟踪控制。针对后级含有LCL滤波器的逆变器,基于常规矢量控制技术,引入了有源阻尼控制中的电容电流反馈技术,给出了一种含有LCL滤波器的逆变器有源阻尼功率解耦控制策略,能够实现直流侧电压恒定和单位功率因数的并网控制,且在不增加系统损耗的情况下有效抑制系统谐振。建立了10 kW双级式光伏并网系统仿真模型,仿真结果表明,系统能够快速跟踪光强变化,实现MPPT控制及单位功率因数并网控制,具有良好的动态调节性能和静态特性。     

一种改进的光伏并网逆变器双闭环控制策略

文章提出了一种改进的光伏并网逆变器双闭环控制策略。外环为直流电压环,维持直流母线电压恒定,并始终跟随参考值;内环采用电感电流实时反馈与电网电压前馈补偿的复合控制方式,抑制电网电压波动对系统带来的扰动,实现光伏逆变器的并网功率控制。以两级式并网光伏发电系统为控制对象,验证所提出控制策略的正确性与有效性。实验结果表明,当外界光照条件发生变化时,系统具有良好的动态性能。     

不平衡电网电压下T型三电平光伏并网逆变器的有限集模型预测控制

为实现电网电压不平衡时对T型三电平光伏并网系统输出功率和电流质量的控制,以达到入网功率平稳或电流正弦为控制目标,结合光伏阵列输出功率前馈,在两相静止坐标系下提出一种直流母线电压外环PI控制、并网电流内环有限集模型预测控制的控制策略,并在电压外环中引入2倍频陷波器以获得平滑的入网功率参考值。仿真结果表明:当电网电压不对称时,采用所提控制策略能够实现对入网有功、无功功率2倍频脉动及负序电流的分别抑制或协调控制,且并网电流谐波畸变小、入网电能质量高,同时实现T型三电平逆变器的中点电位平衡。     

基于Matlab/Simulink的光伏系统仿真研究

以小型的光伏系统为例进行Matlab建模仿真研究,首先结合光伏并网的趋势,以及两级式并网系统控制的简单性,在前级的BOOST电路上采用电压扰动法来实现最大功率跟踪的功能;后级逆变通过采用双闭环控制方式对逆变器进行控制。     

分布式屋顶光伏接入下并网功率平衡控制方法

由于逆变器间电流的有效值相差较大,传统的分布式屋顶光伏接入下并网容易出现失衡问题。提出一种分布式屋顶光伏接入下并网功率平衡控制方法。根据分布式屋顶光伏接入并网原理,建立分布式屋顶光伏接入并网结构模型,确定光伏阵列和逆变器的数学模型;采用矢量图表达分布式屋顶光伏接入并网功率平衡变化,确定并网零序电压与逆变器三相输出电压之间的矢量关系;计算逆变器三相额定功率、三相功率误差及零序分量的幅值和相位,设计零序分量叠加的逆变器相间功率控制框图,使逆变器相间功率平衡。确定仿真参数,设置实验工况条件,仿真控制结果：在并网功率失衡不严重的工况1条件下,该文研究方法的电流有效值相差±0.01 A,小于其他2种对比方法;在并网功率失衡严重的工况2条件下,该文研究方法的电流有效值相差±0.02 A,远小于其他2种对比方法。说明该文方法的控制性能优于其他2种对比方法,具有较大的应用价值。     

功率前馈的三相光伏并网逆变器模型预测控制

为加快光伏并网系统的动态响应速度、减小并网电流总谐波畸变率,针对单级式三相光伏并网逆变器的特点,在αβ静止坐标系下提出一种功率前馈的两步模型预测并网控制方法。该方法在传统电压外环中引入光伏阵列输出功率前馈作为电流内环的参考值,使内环电流参考值中包含输入功率信息。考虑到一步预测存在计算延时问题,采用两步预测控制补偿延时。在Matlab中搭建系统仿真模型,并与未采用功率前馈、采用一步预测及传统PI控制方法进行对比分析。仿真结果表明:当外界条件发生变化时,采用功率前馈的模型预测控制可以加快系统的动态响应,快速的追踪光伏阵列的最大输出功率点。与采用传统PI控制相比,电流总谐波畸变率变小。     

基于混合储能的并网光伏发电系统功率控制研究

针对并网光伏发电系统输出功率的波动,提出利用混合储能系统对功率进行平抑.介绍了光伏最大功率跟踪和并网逆变的控制,为实现发电和并网功率的匹配,考虑蓄电池和超级电容器各自特性的优势,对混合储能系统提出了三级式功率分配策略;通过设计相应的控制方法和以功率分配单元的输出功率作为参考值,混合储能系统控制变换器进行合理充放电.混合储能系统不仅保证了并网功率按计划运行,而且稳定了直流母线电压、满足了随机负荷供电.通过仿真验证,三级式功率分配策略有效,控制方法可行.     

基于MPPT的两级单相光伏并网发电系统控制策略研究

文章对两级单相光伏并网发电系统进行研究,系统前级使用新型变步长电导增量法,来实现最大功率点跟踪;后级逆变器采用P-Q控制方式,实现快速电网电压跟踪;使用电压外环,电流内环的双环控制,使逆变器输出稳定的无功和有功功率。在Simulink中搭建仿真模型,结果验证系统不仅能够有效提高跟踪速度和精度,而且可以较好的抑制系统在最大功率处的波动,满足光伏发电对并网逆变器的要求。     

基于Matlab/Simulink的两级式光伏并网系统仿真分析

研究一种单相光伏并网发电控制仿真系统。利用Matlab2008b/Simulink,采用boost电路和逆变电路两级式结构,其中采用电导增量法的最大功率跟踪功能在boost电路中实现,并网控制通过采集电网电压参数和逆变输出电流电压参数在逆变电路中通过PI调节实现。通过光伏阵列通用模型验证最大功率跟踪模块的正确性,通过并网实验验证并网跟踪性能。基本实现了光伏阵列最大功率点的快速、准确跟踪功能和逆变输出电流电压与电网电压的同频同相,保证了输出电流为正弦波形且纹波较少,能够快速跟踪电网电压的变化。证明此系统在实际中是可行的。     

基于新型光伏发电系统的子模块电压调制策略

现有的二、三电平变换器容量有限,而模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)独特的级联扩展能力,使得其满足大功率、高电压光伏发电场所的要求,MMC结合到光伏发电系统中成为一种新趋势。将光伏组件直接并在MMC子模块中的新拓扑相较于两级式二、三电平光伏逆变系统少了DC/DC环节,大幅度提高了并网系统容量和电压,但是系统的稳定性大大降低,特别是光伏组件在局部阴影条件下的最大功率点电压不均衡以及MMC子模块电压不稳定成为一个难题,针对这个问题进行子模块的调制策略研究,提出一种不受MMC输出影响的独立调制策略。分析子模块电容电压与MMC输出的关系,将子模块电压稳定在光伏组件的最大功率点电压处。最后通过仿真验证该调制策略的可行性,结果证明该控制策略不仅提高了光伏利用率,还能对MMC子模块起到稳压保护作用,整个光伏并网系统对电网的谐波污染也更少。     

基于输入输出反馈线性化控制的光伏并网控制策略分析

提出了一种新的控制策略,利用输入输出反馈线性化控制技术,将非线性的光伏并网控制系统分解为d-q旋转坐标系下的两个等效线性控制系统,使直流侧电压、交流侧功率因数得到解耦控制。采用极点配置技术将系统的闭环极点配置在所希望的位置,以获得满意的动态品质和稳定性。另外,利用改进的增量电导法实现其最大功率跟踪(MPPT)控制,使系统兼具良好的动态、稳态性能,能满足光伏并网控制的性能要求。     

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.     

级联H桥光伏并网逆变器的无锁相环控制策略

级联H桥光伏并网系统采用多电平调制方法和各模块独立的MPPT控制,具有较高的效率,但是系统控制性能受锁相环影响较大,当电网电压畸变时锁相环的测量准确度会受到严重影响,使系统控制性能下降,尤其是在功率不平衡的情况下会出现过调制,导致系统不稳定。为此,提出一种应用在级联H桥光伏并网逆变器的无锁相环控制策略。该策略在基于无功补偿的级联H桥光伏并网逆变器控制策略的基础上,采用电网电压基波同步信号算法,在电网电压畸变时无需锁相环即可获取与电网电压基波同频同相的正、余弦信号,较好地满足了系统在功率平衡、功率不平衡2种工作状态下的控制要求。仿真结果和实验结果都验证了所提控制策略的有效性。     

一种解决光伏并网馈线电压波动的新方法

分布式光伏发电系统在并网过程中,由于其间歇性和不稳定性,会造成电网电压的波动,进而影响电力系统的稳定性。电力弹簧是一种新型的分布式电压控制方法,它致力于实现将新能源注入电网的功率波动转移到宽电压负载上,使需求侧与供给侧的能量相匹配,提高分布式光伏系统对新能源的消纳能力。文章首先对电力弹簧的结构和工作原理进行了说明,然后在Matlab/Simulink搭建了带电力弹簧的单相光伏并网系统仿真模型,在改变光伏系统并网有功功率条件下得出加入电力弹簧和未加电力弹簧时馈线上的电压波形。仿真结果表明,该电压控制方法可以有效稳定馈线上的电压。     

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。     

计及本地负荷的分布式光伏并网电压协同控制策略

光伏逆变器的剩余容量利用在解决分布式光伏发电系统并网点电压越限问题时取得了较好的效果,但目前为了提升逆变器的无功容量,相关研究主要集中在限制逆变器有功输出,未考虑对分布式光伏发电系统渗透率的影响。阐明分布式光伏发电系统并网点电压越限机理,提出一种计及本地负荷的分布式光伏并网点电压协同控制策略。通过背靠背变流器控制光伏发电本地负荷无功,通过控制并网逆变器工作状态改变光伏发电输出功率。设置制动控制环节,出现越限现象时优先采取本地负荷无功控制调节并网点电压,避免对配电网消纳光伏发电能力的影响。最后基于Matlab/Simulink仿真平台进行试验验证了所提控制策略的可行性与有效性。     

光伏智能逆变器电压/无功控制研究

随着大量光伏发电并网,引起了系统的电压波动与电压闪变,进而制约了光伏的接入容量。因此需要大容量、高输出质量和先进控制功能的智能逆变器。文章对光伏智能逆变器电压/无功控制方法进行了研究,该控制通过监测逆变器侧电压,并与电压/无功设定曲线比对,进而控制逆变器做出相应的调整。基于Open DSS仿真平台,分别在一般迭代潮流、时序潮流两种情况下,对该控制方法进行了实例分析。结果表明,其对改善电压,提高光伏接入容量方面功能显著。     

基于电压补偿的定直流电压及无功控制的光伏系统

在光伏并网运行中,当电网电压不平衡时会导致电压、电流等的波动,从而影响电网电能质量及系统的稳定性。结合电压补偿控制等环节,提出了一种基于电压补偿控制的定直流电压、无功控制策略,将采集到的正、负序电压经电压补偿控制环节得到电压的不平衡系数,对电网电压的不平衡度进行补偿,并引入负序电流抑制环节。在PSCAD中分别设计搭建了改进前后的仿真模型,并对光伏并网发电系统的动态变化特性进行研究。仿真结果表明,在光照强度和温度阶跃扰动下,系统能够迅速做出响应并工作于最大功率点处,电压及电流波动幅度减小,电网电能质量得到明显改善,验证了MPPT算法及改进后控制策略的准确性及有效性。     

考虑分布式光伏与储能联合的区域电网电压稳定性控制方法

针对分布式光伏大量并网对区域电网造成的电压波动问题,文章提出了基于分布式光伏与储能协调的区域电网电压稳定控制方法。首先建立分布式光储系统电压稳定性模型,在此基础上研究分布式储能对区域电网节点电压的影响特性;然后建立了光伏与储能系统之间的协调关系模型,在可再生能源不同出力条件下进行储能装置的协调优化;通过建立区域电网内系统电压波动的最小目标函数,以区域电网的线路潮流和电池储能的充放能功率为约束条件,采用粒子群算法快速计算得到分布式储能的荷电状态,根据荷电状态进行充放能判断。以某区域电网实际运行数据为例进行了仿真验证,结果显示文章所提出的基于分布式光伏与储能协调的控制方式,可有效提升区域电网的电压稳定性。