基于双环控制的光伏制氢变流器设计与仿真

变流器是实现光伏发电适用于制氢系统的重要器件,因此,研究变流器相关技术具有十分重要的使用价值和理论意义。该文研究了光伏制氢变流器及双环控制方法。首先,根据光伏制氢系统要求分别计算Boost电路和Buck-Boost电路的元件参数。然后,设计了光伏发电模块的控制回路,通过控制Boost电路中IGBT的导通和关断来升高光伏阵列的输出电压,使其能够达到最大功率点。设计基于电流环和电压环相结合的双环控制策略,控制电路中开关的导通和关断,保证系统输出电压和功率的稳定。储能模块的控制回路通过控制Buck-Boost电路中IGBT的导通和关断,实现蓄电池的充电和放电使得母线电压保持稳定。蓄电池的控制回路采用双环控制,使得光伏制氢系统的控制精度更高。完成设计后搭建光伏制氢系统仿真模型,观察系统在不同情况下的输出波形,验证设计的可行性。     

含电动汽车及光伏发电的微电网控制策略研究

针对光伏发电和电动汽车动力电池等分布式发电系统,研究了其并网逆变器并联控制策略。基于PSCAD软件对光伏电池、电动汽车双向能量交换及两者的并联控制进行建模。电动汽车主要采用功率下垂控制、电压电流双环控制、无差拍控制;光伏电池主要采用MPPT(最大功率点跟踪)控制。通过仿真验证了控制策略的可行性。     

光伏发电与火力发电融合的控制策略研究

光伏接入火力发电机组主要有两种方式，一是接入厂用电系统，二是接入启备变低压侧。当光伏功率较高时，可将该功率计入发电机AGC系统，视光伏功率为发电机功率的一部分，即发电机按AGC指令与光伏功率的差值调控，但反馈调度的发电功率应是发电机实发功率与光伏实发功率之和。即无须增设储能装置，在保证光伏多发电的同时，利用发电机的自动调控消除光伏功率波动大、间断性强的缺点，实现了均衡发电。利用电厂AVC电压调控，也无须增设无功补偿装置。通过控制策略的适当调整，两类发电方式的融合在安全性和经济性上更具有显著的现实意义。     

超级电容器蓄电池混合储能系统在航标设备中的应用探索

独立光伏发电系统广泛应用于航标设备,通常需要储能系统来保证供电的稳定性和持续性。为了吸收光伏电池发出的脉动功率,从而抑制直流电源的电压波动,并满足向负载提供短时大功率的需求,提出了采用超级电容器和蓄电池混合储能方案,并进行了充放电系统分析,针对超级电容和蓄电池充放电特点,提出了充放电控制策略。     

光伏发电系统并网运行的控制策略与仿真分析

分析了光伏发电并网系统的结构,建立了光伏电池简化模型,采用降压升压装置和扰动占空比算法跟踪分布式电源的最大功率,对逆变器采用电流电压双环结构的控制策略。搭建了并网运行的系统仿真模型。仿真结果表明:并网逆变器输出的电流和大电网电流同频同相,动态响应快,能够较好地反映三相光伏并网系统运行的特性,具有一定理论价值。     

配电网中光伏功率主动削减策略研究

针对夏季正午由大量光伏功率注入配电网所带来的节点电压、线路潮流越限的问题,提出了一种通过实时计算和削减分布式光伏发电系统功率输出的主动控制方法来限制配电网中光伏功率注入量,从而避免配电网中越限事故的发生。首先给出光伏出力削减的数学优化模型,该模型以实时气象条件为基础计算光伏发电系统潜在的最大输出功率,并通过最优潮流模型结合配电网各个节点的负荷水平计算得到该时刻连接于各个节点的光伏发电系统的最大允许出力上限值。在此基础上,又设计了一种DC/DC变换器的电流控制策略。通过该控制策略,可以使光伏发电系统的出力在不同的光照条件下均不超过计算所得的最大允许出力上限。最后通过IEEE33节点模型进行算例分析。研究结果表明,所提出的光伏功率主动削减策略可以避免配电网中越限事故的发生。     

基于波动低压输入的独立光伏逆变器的设计

针对独立光伏逆变器输入电压较低且波动的问题,提出一种采用双闭环控制策略且抗输入电压扰动的光伏逆变器系统.在阐述其工作原理基础上,对光伏逆变器主要部件进行建模,得到总体数学模型,并举例设计了输入电压为24V、输出为311 V、输出频率为50 Hz、输出功率为6 kW的光伏逆变器.设计中采用极点配置进行控制器参数计算,定量描述了输入电压波动对逆变器跟踪误差的影响.仿真结果表明,设计的逆变器具有稳定性好、抗扰动性强和稳态误差低等特点,其电压变化率为0.03％,输出电压总谐波失真(THD)为1.03％,最高单次谐波含量小于3％,可以满足性能指标要求.所建模型和设计方法具有一定通用性和理论指导意义,可用于特殊光伏发电领域中大功率光伏逆变器的研究与设计.     

基于滑模矢量控制的光伏并网发电系统研究

相比于传统的集中式光伏发电系统，分布式光伏发电系统具有几方面的优势，例如更好地利用产生的能量和提高系统的可靠性，因此很多学者提出通过改变逆变器结构以保证分布式架构的正常运行，同时可产生多级电压。现提出一种基于三相两电平结构的新型光伏并网发电系统控制方法，该方法基于滑模交流电流控制器实现，并采用空间矢量电压调制策略；同时该控制方法将不平衡功率注入电网，以提高功率不平衡时光伏发电系统的并网能力。最后，通过仿真试验验证了该方法的可行性和有效性。     

基于交错并联boost电路的集中式光伏发电系统

为了减小光伏发电系统因功率扰动造成的能量损耗,提高光伏发电系统的效率和质量,将交错并联boost变换器应用于集中式光伏发电系统.在分析交错并联boost光伏发电系统运行特性的基础上,通过状态空间方程建立了交错并联boost电路的数学模型,设计了合理的补偿结构,以提高系统稳态和动态性能.仿真和实验结果表明,交错并联boost电路用于集中式光伏发电系统,不仅能够减小光伏模块的输出电流纹波,而且提高了光伏模块输出电流纹波的频率,减小了电感设计尺寸,降低了开关管的电流应力,提高了系统的功率密度和系统稳定性.     

串联优化器光伏系统中并网逆变器的控制策略研究

基于串联型优化器结构的光伏并网系统能够有效解决部分遮挡以及光伏组件不匹配导致的热斑效应,从而提高分布式光伏并网系统的输出功率。针对直流母线上100 Hz电压纹波影响并网电流质量的问题,对集中式逆变器的拓扑、控制策略、环路设计等方面进行了研究。设计了一种应用于集中式逆变器的双环控制器,电压外环稳定直流母线电压,电流内环控制并网电流。分析了直流母线电压100 Hz纹波对控制环路的影响,提出了一种电压环纹波补偿的控制策略,通过输入/输出功率、母线电容与电网相位的关系计算电压纹波的大小与相位,从而补偿电压外环的纹波干扰。研究结果表明,该方法可以有效减小直流母线电容,同时降低并网电流的总谐波失真(THD)。     

含无功电流注入的光伏低电压穿越策略研究

针对光伏系统低电压穿越问题,为保证光伏在一定时间内不脱网连续运行且向电网提供无功电流,对光伏并网逆变器控制策略进行了研究。在考虑逆变器电流限制的情况下,提出了一种根据电压跌落情况向电网注入无功电流的低电压穿越策略。该策略在电压跌落不严重情况下,保持光伏有功功率输出不变,尽量提供无功功率;在电压跌落较严重情况下,光伏不输出有功功率,全部输出无功功率。同时在电网不对称故障下,引入了负序控制消除由负序分量引起的有功功率波动,并推导出了最大无功功率设定值计算公式。在PSCAD仿真环境下,验证了控制策略的合理性和有效性。研究结果表明,该控制策略能根据电压跌落情况充分利用光伏对有功功率和无功功率的控制能力,在一定情况下保证有功功率输出又能最大限度地提供无功功率,有助于并网点电压的恢复。     

储能系统平抑间歇性能源功率波动的控制策略研究

风光发电系统的随机性和间歇性特点将会对风光大规模并网造成不利影响。针对这一问题,提出了一种采用储能系统平抑风光输出功率波动的控制方法。建立了光伏发电单元、风机发电单元以及储能单元的数学模型。给出了风光储并网发电系统的最大功率跟踪控制和平抑控制策略,并且对控制原理和过程进行了详细分析。最终,通过仿真软件搭建了风光储并网发电系统的仿真平台,分别对加入储能平抑算法前后两种情况进行了仿真研究,仿真结果表明采用本文提出的平抑控制策略能够有效的减小输出功率的振荡幅度,提高系统稳定性。     

光储联合发电控制策略研究

讨论并提出电池储能在并网光伏发电系统中的应用模式,基于DIgSILENT仿真平台,建立光伏发电及电池储能系统模型,仿真分析不同应用模式下光伏—储能联合发电系统的运行特性。结果表明:电池储能系统能够有效平抑并网光伏系统的出力波动,有利于减轻光伏发电功率波动对电网的冲击。     

基于逆变器的虚拟同步发电机控制建模与仿真

微网系统作为今后智能电网的主要发展方向之一,被广泛关注.逆变器对微网的稳定运行起到关键性的作用,却对电力系统运行产生了不可忽视的影响.当逆变器电源采用下垂控制策略时,很难在扰动情况下为系统提供惯性与阻尼支撑,导致微电网易失去稳定.针对此问题,采用了一种虚拟同步发电机(VSG)技术,以普通光伏发电系统为基础,参照同步发电机的运行特性构建出有功-频率控制器和无功-电压控制器的基础结构,建立逆变器模拟虚拟同步机的数学模型,利用Matlab/Simulink仿真软件建模仿真.仿真结果验证了VSG控制策略对于逆变器控制维持并网稳定具有可行性.     

一种可并网光伏发电逆变器设计

文中介绍了一种可并网式光伏发电逆变器设计方案,给出了光伏发电系统的组成结构,重点对逆变器的核心前级DC/DC升压器与后级DC/AC变换器的拓扑结构和电路相关参数设计进行了详细分析说明。按照此方法设计了电路,并给出了输出电压波形的仿真结果与相关测量数据。实验结果表明:该系统输出电压技术指标满足并入市电电网的要求,达到了并网的目的。     

基于UC1825控制的光伏并网发电系统设计

光伏发电作为一种绿色经济型能源,越来越受到世界各国的广泛关注和重视.本文介绍了一种采用UC1825芯片实现最大功率点跟踪(MPPT)和频率、相位同步跟踪的光伏并网发电控制系统.它通过数据采样和对交流输出信号的反馈控制,实现了频率、相位与电网信号的精确同步.通过实际硬件系统模拟和数据测试,表明该系统基本实现了最大功率点跟踪的目标.该系统结构简单、易于实现,控制策略灵活有效,是光伏并网发电研究的一种有效尝试,具有一定的推广实用性.     

基于光氢储的多能互补系统研究

考虑到光伏发电出力随机性大、波动较强等问题,提出了含制氢系统与储能单元的多能互补系统。该多能互补系统包含光伏发电、电解槽、氢燃料电池、锂电池等模块,不仅可以平抑直流母线电压波动,还可以平滑并网功率。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了该系统的有效性。     

考虑时序特性的分布式电源对配电网的影响

针对分布式电源出力时序特性与负荷时序特性,研究了风力发电和光伏发电在不同的渗透率组合情况下对系统网损的影响及网损最小时的电压变化规律。运用前推回代法潮流计算程序对其接入辐射状配电网前后有功损耗和电压进行精确计算,并采用系统总网损、电压改善程度来评价分布式电源对系统网损和电压的影响程度。通过IEEE13节点系统的仿真试验,总结了风力发电和光伏发电在不同的渗透率组合情况下对配电网功率损耗的影响,并找出了使网损最小的风力发电与光伏发电最优安装容量的比例。     

光伏发电系统用户侧并网无功优化配置研究

基于DIgSILENT仿真平台,建立了光伏发电系统模型,提出了光伏发电系统用户侧并网的无功配置原则,分析了某光伏发电系统接入用户内部电网后的无功电压水平,并提出相应的无功配置方案。     

风光互补发电系统多模式能量控制与管理研究

分析了风光互补发电系统的技术优势,提出一种风光互补发电系统,分别建立了光伏系统、风电系统和蓄电池的模型。研究分析了风光互补发电系统多模式能量控制方法、能量转换模式及模式间转化特性。在控制策略上,提出了一种基于闭环控制电压方法,从而提高了系统效率。对风能和太阳能交替出现的情况下进行Matlab仿真,仿真结果表明风光互补发电系统在该运行模式下具有较高的精度和稳定性,对以后的实验研究和设计工程应用具有一定的指导意义。