基于MPPT运行模式的光伏发电系统低电压穿越无功控制策略

针对光伏发电系统通常以单位功率因数运行,造成故障时光伏并网逆变器一定视在功率浪费的现状,提出一种低电压穿越无功控制策略。分析光伏并网逆变器的有功、无功功率解耦控制和其无功功率输出极限,建立光伏逆变器无功功率输出与并网点电压跌落的关系,通过比较故障前光伏阵列发出有功功率与光伏逆变器允许输出最大有功功率,确定光伏发电系统在低电压穿越过程以最大功率模式运行或者以非最大功率模式运行。利用RTDS软件搭建仿真算例,验证该低电压穿越无功控制策略的可行性。     

一种多逆变器太阳能光伏并网发电系统的组群控制方法

对光伏发电系统中的光伏阵列一逆变器对进行轮循分组控制,在逆变器输入功率小于设定的下限阈值时,部分光伏阵列并联后连接到一台逆变器输出;在并联开关分合闸过程中,一直保持光伏阵列以最大功率不问断输出;并且该方法对光照突变情况进行自适应判断,作为控制的预启动条件。此方法的优点是：能够同时提高逆变器和光伏阵列的转换效率,改善电能质量,降低并联开关和逆变器的动作次数,延长设备使用寿命,并且控制过程系统输出功率平稳。     

一种新型光伏逆变器的前馈功率预测控制

提出一种新型光伏逆变器拓扑结构,其由升压电路、三相四开关逆变单元组成,可有效提高光伏发电效率、降低光伏系统成本。针对该结构逆变器提出一种新型前馈功率预测控制策略,其通过将自然环境分区后排列,然后逐一对其历史光伏最大功率进行寻优,从而确定相应的前馈功率预测值。该方法具有计算量小、运算速度快、实现简单、控制精度高、可靠性强的显著优点,可省去传统逆变器控制的直流侧电压闭环,由逆变器本身完成光伏阵列的最大功率跟踪功能,从而提高系统响应速度与可靠性。仿真与实验结果验证了所提结构和控制方法的可行性及优越性。     

基于新型Z源逆变器的光伏并网发电系统

逆变器是光伏发电系统的重要组成部分,逆变器结构的选择与设计至关重要。文章从传统逆变器局限性入手,在重点分析了Z源逆变器的拓扑结构和工作原理基础上,提出新型Z源逆变器的拓扑结构,并设计了一种基于新型Z源逆变器的光伏并网发电系统。系统采用高性能DSP作为主控制芯片,研究了一种加入直通零矢量的双闭环控制方案,采用扰动观测法与最小二乘法相结合的最大功率点跟踪(MPPT)控制方法,使整个系统更加完善、安全。     

常见光伏阵列拓扑结构分析

太阳能光伏发电系统作为一个复杂系统,其中光伏阵列拓扑结构对整个系统的成本和效率有着重要的影响,它也关系着发电系统能否经济可靠地运行。对比分析了几种常见的光伏阵列拓扑结构,并对常见失配条件下阵列输出功率的仿真结果进行分析。分析研究表明阵列拓扑结构对光伏系统输出功率和成本有很大影响,这些研究为光伏阵列拓扑的设计提供了参考。     

基于特殊场地的光伏并网发电系统设计

光伏并网逆变器是光伏并网发电系统中的重要设备,而现行的大型光伏并网发电项目主要采用集中式光伏并网逆变器;分布式发电项目则采用集中式并网逆变器或组串式逆变器。本文通过技术方案比较及经济性比较,介绍组串式光伏逆变器在特殊环境中(屋顶、山区、风电场等)与双绕组升压变压器集成的一套光伏并网发电系统。     

光伏并网电站仿真与决策优化软件设计

针对太阳能光伏并网电站系统,建立"太阳能辐照+光伏组件+逆变器+损耗"一系列数学模型,采用编程软件实现光伏电站并网系统的仿真和决策优化设计软件。该软件主要以世界各地典型年气象数据为基础,用以仿真获得光伏阵列表面辐照度、光伏阵列发电功率、光伏逆变器输出功率、系统总损失以及系统净输出发电参数等,其结果能反映实际电站建成后的发电情况。     

一种具有无功补偿能力、无电解电容的单级光伏逆变器

针对光伏发电系统中光伏逆变器复杂的电路拓扑和器件寿命不匹配等问题,文章提出一种具有无功补偿能力、无电解电容的单级光伏逆变器,该逆变器具有向网侧馈入无功功率的能力。其拓扑结构采用三态开关(Three-state Switching, TSS)控制策略,在无需额外功率器件的前提下完成了无电解电容运行。使用薄膜电容承受较大的二倍功率脉动,并通过合理的能量路径优化完成恒功率输出。最后,通过搭建80 W的实验样机,验证了所提逆变器的可行性和正确性。     

一种具有解耦能力的反激式电流型逆变器

单级微型逆变器因结构简单、成本低而广泛应用于光伏发电。但存在的二倍工频脉动势必造成光伏侧电压、电流较大波动,导致最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking, MPPT）控制器设计困难。现有采用电解电容的无源解耦方案导致逆变器使用寿命缩短。对此,文章提出一种具有功率解耦能力的反激电流型微型逆变器。该拓扑通过创造功率解耦路径,有效降低了母线电压对电容的依赖,为薄膜电容替换电解电容提供了可能。同时,通过拓扑推演,获得拥有较小电流应力的电路连接方式。最后,搭建100 W的实验样机,证明了所提逆变器的正确性和可行性。     

局部阴影情况下不同结构光伏阵列输出特性研究

由于局部阴影的影响,使光伏阵列出现失配现象而导致输出效率大幅降低,为此该文对不同结构的光伏阵列在多种阴影情况下的输出特性进行对比研究,研究表明网状(TCT)结构均优于其他结构,尤其是当出现离散局部阴影时。在此基础上,提出一种阴影离散化方法,并将其应用于TCT结构。仿真结果证明:阴影离散化方法能使光伏阵列最大输出功率增加约20%,可有效提高光伏系统的发电效率。与模块式和重构式光伏发电系统相比,上述方法更易于实现,且成本较低。     

太阳能光伏并网发电系统仿真研究

太阳能光伏发电是可再生能源利用的一种重要形式。文章通过研究太阳能光伏发电并网系统的特性,建立了由光伏阵列、逆变器、控制器、电网等组成的太阳能光伏并网发电系统数学仿真模型。仿真系统动态模拟了光伏阵列输出、逆变器控制及发电并网等。模拟结果表明,系统较好地实现了安全并网,对实际光伏并网系统的设计具有一定的参考价值。     

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。     

基于Z源逆变器的光伏水泵系统研究

提出了一种基于新型Z源逆变器的光伏水泵系统,阐述了Z源逆变器的工作原理及其带直通零矢量的SVPWM控制策略.由于独特的Z网络的存在,逆变器不会因逆变桥臂的误触发而遭到损坏,而且在系统不附加其它升压环节的情况下,输出电压仍可比输入电压高.系统控制方法采用光伏阵列电压和Z源电容电压双闭环控制,通过阵列电压环对光伏阵列进行最大功率点的跟踪,Z源电容电压闭环控制的目的是稳定Z源电容电压,从而对整个Z源逆变器的可靠运行提供保证.     

双支路光伏最大功率跟踪的并网逆变器的研制

阐述了具有双支路光伏最大功率跟踪功能的并网型逆变器的基本原理和关键技术。对双支路光伏阵列的最大功率跟踪、并网逆变器的反孤岛效应以及并网控制策略等进行分析,提出解决方案,并研制出3kW的样机,通过实验验证了方案的可行性。     

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。     

一种可提升光伏系统在局部阴影时发电效率的阵列连接策略

为提升光伏系统在局部阴影时发电效率,给出一种光伏组件串联DC/DC变换器作为基本单元进行串并联形成新的光伏阵列形式——分布式直流变换器光伏阵列。将DC/DC选为Buck变换器,通过每一块光伏组件所串联的Buck变换器来跟踪该光伏组件的最大功率,从而实现所有组件在辐照不均匀以及制造差别等因素造成的输出特性不一致时仍能最大功率跟踪,在避免复杂的最大功率跟踪算法的同时显著提升系统发电效率。先对该连接方式进行理论分析,证明这种方法的可行性,然后通过Matlab/Simulink搭建仿真模型,对传统光伏阵列与新的阵列进行对比,结果上课验证所提出的新阵列连接方式能显著提升发电效率。最后,通过实验进一步验证新阵列连接方式的有效性。     

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。     

光伏发电系统低功率运行并网电流谐波抑制研究

以低功率运行的光伏发电系统为研究对象,通过理论分析和实验研究的方法,对光伏发电系统低功率运行时并网逆变器输出电流畸变恶化的问题进行探讨,并设计一种减小并网电流谐波的解决方案,最后进行实验验证。结果表明:提出的解决方案可有效减小并网逆变器低功率运行时输出的低次电流谐波,实现光伏发电系统低功率运行时并网电流总谐波畸变率满足IEEE Std.1547-2003标准。     

基于电压预估法的光伏发电系统MPPT算法

光伏发电系统处于复杂光照条件下时,光伏电池阵列的输出特性呈多峰现象,致使传统的MPPT算法追踪结果可能停留在次优点。针对此问题,提出一种基于电压预估法的光伏发电系统MPPT算法,采用DMPPT电路结构的光伏阵列,通过研究其输出特性,得到复杂光照条件下光伏阵列最大功率点对应的工作电压最佳区域,并以该预估到的电压值为基础,设计了一种新型的MPPT控制算法。仿真结果表明,所提算法能有效避免光伏系统工作在次优点,提高了光伏发电的出力。     

光伏发电系统等效简化模型研究

提出一种光伏发电系统模型的等效简化方法,将光伏发电系统中的直流部分和逆变器及其控制部分从功能等效的角度进行等效简化。其中,直流部分由光伏阵列及最大功率点跟踪(MPPT)构成,等效简化为最大出力计算模型;逆变器及其控制部分的功能是实现有功无功的解耦控制,等效简化为受控电压源及控制模块,避免了计算困难等问题。仿真实验表明,所提等效简化方法在保证计算精度的前提下,可有效提高仿真效率。