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。     

新型MPPT算法在两级式光伏并网系统中的应用

以光伏发电系统为研究对象,分别结合相应的控制算法建立了一种带有最大功率点跟踪(MPPT)功能的光伏并网系统,并利用Matlab软件进行了仿真。仿真结果表明,前级Boost电路基于新型算法——变步长扰动观察法实现了最大功率点跟踪的功能;后级逆变电路采用电压外环、电流内环的双闭环控制方式,使逆变器的输出能准确、快速地跟踪电网电压变化,并与电网电压保持同频、同相。该系统的输出为纹波较少的正弦波形,功率因数接近于1,可满足光伏并网对逆变器的要求。     

30KVA光伏并网逆变器的设计及控制研究

该文介绍了30kW光伏并网用三相逆变器主电路设计和并网系统的控制方案.系统采用恒电压跟踪技术,使太阳电池输出功率达到最大,采用软件锁相使输出电流同步跟踪电网电压相位,并具有电网掉电识别、过流、欠压和监控等功能,保证了光伏并网发电的安全运行.     

基于电压采样的MPPT控制研究

针对目前光伏系统最大功率点跟踪方法普遍须要同时采集光伏电池输出电压信号和输出电流信号这一情况,文章提出了一种只须要检测光伏电池输出电压的控制方法,该方法采用占空比扰动法的工作模式,去掉了电流采样电路,简化了系统结构,并在saber环境下进行了仿真试验。最后通过对仿真结果的分析,证明了提出的光伏系统最大功率点跟踪方法的可行性和准确性。     

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。     

基于变结构模糊控制的MPPT控制策略

为了充分提高光伏发电系统的效率,针对光伏电池成本高、转化效率低的问题,基于电导增量法和模糊控制技术,提出了一种最大功率点跟踪方法。该方法采用了非对称的输出隶属度函数和具有PID功能的变结构模糊控制,能快速响应外界环境变化,准确跟踪到光伏电池的最大功率点,且有效地减小了最大功率点处的输出波动。     

光伏发电的最大功率跟踪算法研究

太阳能光伏阵列的输出特性受外界环境因素的影响,为了跟踪太阳能光伏阵列输出功率最大点,实现光伏阵列和负载的匹配,常在系统中加入最大功率跟踪器。准确跟踪太阳能光伏阵列的最大输出功率点依赖于有效的搜索算法。分析了传统的扰动观察法和增量电导法的特点,并提出了一种新的变步长寻优算法。通过验证表明,这种算法能够快速准确地跟踪最大功率点。     

多支路型光伏并网逆变器

阐述了多支路型光伏并网逆变器的基本原理和研制的关键技术.通过对光伏并网逆变器最大功率点跟踪、并网控制技术和孤岛效应等问题的分析,提出了相应的解决方案:采取最大功率跟踪方法,系统能在光强变化时,迅速、准确地跟踪太阳能电池阵列的最大功率点;以多输入支路的独立最大功率跟踪策略,解决了由于太阳能电池阵列参数不一致造成的输出功率降低的问题;在并网逆变技术上采用电流超前跟踪,简单实现了输出功率因数为1,有效地提高了输出电能质量.     

一种基于三端口能量路由的单级式光储并网系统及其高压穿越技术

该文提出一种具有高压穿越能力的基于三端口能量路由的单级式光储并网系统（PV-ESS）。光伏最大功率跟踪始终由三相变换器控制完成。多端口能量路由器可根据不同运行工况使储能灵活接入,平抑光伏输出,使得系统具有更高的效率。在电网高压故障下,通过储能装置抬升直流母线电压,从而使系统具有高压穿越的能力,可在电网高压状态下不脱网连续运行,直至故障恢复。     

基于步长优化的扰动观察法最大功率点跟踪算法研究

光伏阵列的功率输出极易受到光照强度、温度变化等环境因素的影响。为了保证光伏发电系统保持高效的输出,最大功率点跟踪技术就显得尤为重要。针对目前的最大功率点跟踪技术仍存在功率振荡、步长选择以及跟踪时间等问题,提出一种基于功率对电压的导数变化的变步长最大功率点跟踪算法。通过实时数字仿真器建立半实物125 kW“T”型三电平三相光伏发电系统,对比分析了改进型算法和传统两段步长算法的静态特性和动态特性,实验结果表明：所提出算法具有更好的有效性和实用性。     

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。     

Z源逆变电路及其直通控制策略在光伏并网系统中的应用

针对传统的Z源逆变电路控制方式中需要独立分析升压电路控制因子和并网电路控制因子的问题,先在典型的Z源全桥逆变电路的拓扑结构中实现单桥臂上下管的直通相位控制方式下的开关时序,进而分析了Z源逆变电路的5种模态的工作原理,提出了一种适用于单相光伏逆变系统的Z源逆变电路直通控制方式,就是利用能量传递和傅里叶算法在直通零矢量和输出逆变电压之间建立直接联系。以一台3kW光伏并网逆变样机的测试结果表明,样机PV电压稳定,并网电压电流相位在50%输出功率下基本一致,其谐波含量和功率因数符合要求;同时,还具备一定的过压、欠压动态保护特性,反应时间迅速。结果表明,Z源逆变电路及其直通控制策略在光伏并网系统中的应用效果较好。     

基于LC滤波的光伏逆变器电感电流反馈控制策略研究

针对光伏并网逆变器的特点,基于电感电流反馈控制的光伏并网逆变器,提出了参考电流相位超前的电流内环控制策略。通过分析单相并网逆变器结构,推导了LC滤波器上电压电流矢量关系。加入电网电压瞬时值前馈解耦控制,研究了比例调节和准比例谐振调节两种策略下参考电流与输出电流的关联。基于一台3 kW逆变器为实验平台的理论分析和实验结果表明,采用该策略的逆变器并网电流时刻跟踪电网电压频率和相位,功率因数为1,并网电流谐波失真度低于3%。     

基于模型预测控制的虚拟同步发电机控制策略

为了提高惯性和促进电网恢复,提出一种基于LCL型并网逆变器的虚拟同步发电机模型预测控制（MPC-VSG）策略。该方法在模型预测控制（MPC）中引入虚拟同步发电机（VSG）控制输出电流内环的参考值,使内环电流参考值可随电网电压和频率变化。基于Matlab搭建仿真模型,和MPC控制方法相对比和分析。仿真结果表明：当逆变器输出功率发生变化时,采用VSG的模型预测控制可增加电网的惯性和稳定性,改善系统暂态过程。     

Bidirectional energy storage photovoltaic grid-connected inverter application system

A novel topology of the bidirectional energy storage photovoltaic grid-connected inverter was proposed to reduce the negative impact of the photovoltaic grid-connected system on the grid caused by environmental instability. Using the proposed Inverter as a UPS power supply in case of a grid failure, storage electrical energy and regulating the energy delivered to the grid for reducing the pressure on the grid. A new artificial fish-swarm algorithm and variable step voltage perturbation method were presented to track the maximum power point of the solar panels. Analysis was done to reduce the output ripple of the inverter and sinusoidal pulse width modulation (SPWM) was selected to control the inverter. Model simulation was performed using PSpice software to obtain the volt-ampere characteristic curve of the solar panel output. The solar array simulator was used to verify the effect of maximum power point tracking at different light intensities. The study concludes that the maximum power point tracking (MPPT) efficiency of the bidirectional energy storage photovoltaic grid-connected inverter designed was as high as 99.9%. The distortion rate of the grid-connected current waveform was within 2% and the DC current component was less than 0.5%. The output voltage and power were in full compliance with the grid connection standard.     

带LCL滤波器的单相并网逆变器

针对相同滤波效果下采用L型滤波器的单相光伏并网逆变器的PI控制需要较大的电感值以及存在高损耗、电流内环响应速度降低和成本较高的不足,提出了采用基于LCL滤波的电容电流反馈和电网电压前馈的准PR控制策略,以增加系统阻尼、抑制振荡、提高系统稳定性能,并通过Matalab/Simulink软件搭建仿真模型进行了验证。结果表明,经LCL滤波后,在准PR控制策略下,加入电容电流反馈和电网电压前馈后,获得的入网电流畸变率更小,实现了入网电流的无静差跟踪,抑制了电网电压的扰动,且系统输出的波形满足入网要求。     

Modeling and simulation of three phase multilevel inverter for grid connected photovoltaic systems

This paper presents a control for a three phase five-level neutral clamped inverter (NPC) for grid connected PV system. The maximum power point tracking (MPPT) is capable of extracting maximum power from the PV array connected to each DC link voltage level. The MPPT algorithm is solved by fuzzy logic controller. The fuzzy MPPT is integrated with the inverter so that a DC–DC converter is not needed and the output shows accurate and fast response. A digital PI current control algorithm is used to remain the current injected into the grid sinusoidal and to achieve high dynamic performance with low total harmonic distortion (THD). The validity of the system is verified through MATLAB/Simulink and the results are compared with three phase three-level grid connected NPC inverter in terms of THD.     

Digital power factor control and reactive power regulation for grid-connected photovoltaic inverter

The overall efficiency of photovoltaic (PV) systems connected to the grid depends on the efficiency of direct current (DC) of the solar modules to alternate current (AC) inverter conversion. The requirements for inverter connection include: maximum power point, high efficiency, control power injected into the grid, high power factor and low total harmonic distortion of the currents injected into the grid. An approach to power factor control and reactive power regulation for PV systems connected to the grid using field programmable gate array (FPGA) is proposed. According to the grid demands; both the injected active and reactive powers are controlled.In this paper, a new digital control strategy for a single-phase inverter is carried out. This control strategy is based on the phase shift between the inverter output voltage and the grid voltage, and the digital sinusoidal pulse width modulation (DSPWM) patterns, in order to control the power factor for a wide range of the inverter output current and consequently the control and the regulation of the reactive power will be achieved. The advantage of the proposed control strategy is its implementation around simple digital circuits.In this work, a simulation study of this strategy has been realized using Matlab/Simulink and PSIM. In order to validate its performance, this control has been implemented in a FPGA. Experimental tests have been carried out demonstrating the viability of this control in order to control the power factor and the injected power into the grid.     

基于模糊PI控制的海上风电柔性直流输电整流器研究

为提高海上风电柔性直流输电电压等级,抑制直流侧电压跌落和闪变,将三相电压源变流器用于送端整流器。采用多个功率单元级联的拓扑结构,电流内环采用PI解耦控制、电压外环模糊PI调节双闭环控制方式。分析了变流器数学模型,建立了MATLAB／Simulink仿真模型,实现了电压级联输出．在线PI参数整定。仿真结果验证了该系统在海上风电柔性直流输电应用中的有效性。