基于高效水泵的光伏扬水系统开发

开发基于永磁同步电泵的光伏扬水系统,新开发的潜水永磁同步电机(PMSM)使水泵运行效率明显提高;在两级式逆变器中,逆变调速采用无位置和速度传感器的简化矢量控制,改进电机参数静止辨识方法,保证系统控制性能;结合PMSM的特性,提出新的最大功率点跟踪(MPPT)控制策略,实现高精度MPPT控制,并提高两级式逆变器的运行效率,通过实验验证控制方法的有效性和系统运行的稳定性。     

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。     

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。     

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。     

基于分布式平滑控制的光伏群输出功率控制研究

针对单相并网光伏发电系统不确定性扰动难以准确估计和抑制的问题,提出一种基于不确定性估计器和扩张状态观测器的新型控制策略,在抑制未知扰动的同时提高光伏发电系统的电能质量。而后在此基础上,针对光伏群输出功率的控制,提出一种具有通信鲁棒性的分布式平滑控制方法。根据实验和仿真结果可知,基于UE-ESO的单相光伏并网逆变器控制方法能够提高单台光伏发电系统的稳态性能,基于DSC的PVC输出功率控制方法能够实现光伏群输出功率的有效控制。     

基于单相dq变换控制的光伏系统仿真

提出一种基于单相幽变换的光伏系统控制策略,通过将输出电压信号的dq变换值与参考信号的幽变换值进行比较来控制逆变器的输出,实现光伏系统的稳定输出;该策略在选取不同的参考值时能实现光伏系统在并网和独立两种模式下的良好运行。通过Matlab／Simulink建立完整的光伏系统模型,以Meteonorm软件提供的上海地区的气象数据为参考进行一天的仿真,实验结果证明了该控制策略的有效性。     

一种光伏扬水系统的配置方法研究

提出一种光伏扬水系统的配置方法,构建了一个完整、有效的系统设计流程,分析各项系统参数计算方法,根据参数计算结果即可完成光伏扬水系统的组部件配置。文中对每一设计步骤提出理论数学模型,分析建模原理,并探讨数学模型中判别式判别因子的取值和关键系数的取值范围。研究结果与工程实践对比表明:采用本文提及的方法,能较为准确地计算出光伏扬水系统各重要参数值,避免提水过量、不足或失败的问题出现。该方法可作为一种切实可行的工程经验,指导光伏扬水工程的实施。     

基于分区控制的光伏并网发电运行研究

具有无功补偿功能的光伏并网发电对改善电网电压分布、降低网损及提高电网末端地区的供电质量、节省无功补偿设备投资具有重要作用。提出分区控制的思想用于光伏并网功率调节控制,给出了区域划分的基本原则,详细分析了光伏并网发电系统的运行区域及耦合电感的选择等问题,讨论了当光照条件不变时并网点电压变化对分区运行点的影响,并提出基于全微分思想的修正方法。通过算例模拟了分区控制的过程,结果表明,所提光伏发电系统并网后对配电网电压水平具有显著的改善作用,验证了分区控制方法的有效性。     

单相电动机功率因数自动控制器

介绍一种利用运放比较器检测单相感应电动机电流电压之间相位角从而持续监测电动机负载的变化,来控制串接在电动机支路中的双向可控硅,使电动机始终运行在最佳功率因数状态之下的方法。     

基于Matlab/Simulink的混合多电平光伏发电系统仿真研究

对一种单相混合多电平光伏发电系统在Matlab/Simulink中进行了模型搭建和仿真研究,采用电压电流双闭环的控制策略,使系统具有较好的输出特性,应用了高低频混合的调制方法,并充分发挥了器件的优势,提高了装置效率。该仿真模型还可推广应用于其他拓扑结构和控制方法中。     

两级式光伏并网系统建模与控制研究

建立了由Boost DC/DC电路和LCL滤波器的逆变电路组成的两级式单相光伏并网系统数学模型。前级Boost DC/DC电路采用变步长的扰动观察法调节占空比改变光伏阵列的输出电压,实现最大功率点的跟踪;后级LCL滤波器逆变电路采用电网电压前馈和电流跟踪控制技术,利用前馈补偿有效抑制电网波动,具有很好的跟随性能和抗干扰性能;改善系统的动态性能,有效减少系统产生的高次谐波。最后用Matlab软件对该模型进行了仿真,证明了建模和控制方法的有效性和可行性。     

光伏逆变器无功调节能力分析与控制策略研究

通过建立光伏逆变器接入配电网稳态分析模型,以接入点运行电压、最大运行电流和SPWM调制控制条件为约束,分析了不同工况下逆变器的无功调节能力。构建接入配电网运行时面向电网电压调整的无功功率控制策略,该策略以控制接入点电压为目标,逆变器通过补偿系统需求的无功对电压进行支撑。构建分布式光伏接入配电网应对配电网负荷变化和光伏注入功率变化引起的电压无功调整仿真实验,验证了该策略的有效性。     

单输入单相SPWM调制的光伏并网发电系统控制规律的研究

根据单相全桥主电路工作原理，指出了由全桥电路构成的变换器是一个能量可双向流动的变换器，提出了SPWM调制光伏并网发电系统。为了防止直流侧电压失控，应采用电网电压前馈控制。根据系统的控制框图，分析了系统的稳定性和控制器参数的整定以及单输入系统的跟踪误差，并给出了解决方法。     

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。     

光伏电站复合储能电压波动抑制双层优化控制方法

大规模光伏电站的不断接入为电力系统的安全稳定运行带来了巨大挑战。为解决光伏电站出力不确定性所造成的功率波动问题,提高光伏电站在并网点处电压的稳定性,文章采用由蓄电池与超级电容组成的复合储能一体化控制方法,提高光伏并网点电压稳定水平。首先研究由光伏电源、复合储能构成的典型复合储能系统拓扑结构下储能双层优化控制策略;其次,在不同储能介质的荷电状态与充放电特性模型基础上,研究基于不同光伏并网点电压波动场景的多储能介质组合电压波动抑制优化控制模型及其求解算法;最后,以并网光伏电站数据为基础,建立光伏复合储能电压波动优化控制仿真模型。仿真结果及其分析表明,文章所提出的基于复合储能的并网点电压波动抑制模型能够有效提升并网点电压稳定性能。     

光伏水泵系统电机轻载运行节能研究

针对光伏水泵运行于轻载状态的情况,在分析水泵系统负载感应电机矢量控制方法的基础上,将弱磁控制投入轻载状态的控制。对相关的励磁电流优化原理进行证明,并利用Matlab/Simulink工具建立仿真模型,对优化前后的电机运行特性进行求取。仿真结果表明良好的磁通控制能够在轻载情况下对有限的太阳能电能进行高效应用,且系统可获得良好的转矩稳定性能,为光伏水泵系统轻载状态高效运行提供技术支撑。     

750 kV自耦变压器单相绕组对地电压不平衡的新型补偿方法研究

针对750 kV自耦变压器接入电力网后输出端三相电压不平衡的问题,在研究计算单相自耦变压器各绕组间及绕组对地电容的基础上,将计算结果代入对应的给定单相补偿电容表达式,得到含有不平衡系数的补偿电容值;给定不平衡系数的初值和定迭代步长,进行迭代计算;计算收敛判据,决定是否继续迭代,若满足收敛要求则停止迭代,确定补偿相别以及相应的补偿电容值。实例分析结果表明,所提出的新型补偿法能够快速确定出解决自耦变压器低压绕组对地电压不平衡的单相电容补偿方案和补偿电容值,极大提高了现场解决电压不平衡的速度和可靠性,具有广泛的实用性。     

基于感应电机的户用光伏水泵系统性能的试验研究

针对基于感应电机的低压直流输入(48V DC)户用光伏水泵系统(induction-motor-based residential photovoltaic water pump system:IMRPWPS),根据其4类不同工况,对基于直流高频变换的直.交变换器效率、机泵效率以及系统效率性能进行了实验测试,并根据测试的系统效率特性以及仿真计算,对系统的单位出水费用进行了计算.通过对实验结果分析、研究发现,IMRPWPS系统性能除了取决于系统各部件的容量配置以外,光伏水泵的工作扬程及感应电机电压频率比(Ulf)的选择都将对系统的效率及其分布有显著影响;单纯以系统输出功率的最大运行控制策略,并不一定能使系统单位出水费用最低.因此,针对特定的安装地点,选择合适的变换器和机泵扬程流量特性以及优化的感应电机Ulf比值,对提高小功率IMRPWPS系统的经济性有重要意义.     

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。     

分散光伏并网系统参与电压无功调节的控制策略研究

针对光伏和负荷功率波动导致的并网点电压越限和功率因数低下问题,在深入分析光伏系统并网点电压特性的基础上,提出一种电压-功率因数控制策略。控制策略按具体控制需求把光伏逆变器的运行设定为电压调节和功率因数调节两种工作模式,并按照系统所处的7种不同状态使逆变器在两种工作模式下切换运行。在此控制策略下,光伏系统实时响应并网点电压和功率因数的变化,动态分配光伏逆变器的有功、无功输出,保证光伏并网点电压在要求范围内,并最大程度地改善线路功率因数水平。算例结果验证了控制策略的有效性。