基于转速观察反馈实现MPPT的光伏水泵系统

介绍了一种基于直流无刷电机的光伏水泵系统的工作原理和采用转速观察反馈实现最大功率跟踪的控制思想及程序流程图，并给出了样机在光伏阵列模拟器上的运行结果，最后分析系统的跟踪误差、DG-DC变换的选择及系统太阳电池配置方案。‘     

基于自适应功率阈值的电网辅助光伏制氢控制策略及容量优化配置北大核心CSCD

针对光伏变功率制氢无法维持在高效工作区间,造成欠经济运行的问题,文章提出一种兼顾效率和灵活性的光伏制氢控制策略及容量优化配置方法。首先以电解水制氢功率与效率模型为基础,提出基于自适应功率阈值的电网辅助光伏制氢控制策略,通过电网辅助吸收光伏多余电量或补充缺额电量,以电网年净出力为零为约束,计算出制氢设备的自适应功率阈值,确定制氢系统高效经济的运行方案,使制氢工作模式更灵活地响应光伏出力。最后建立电网辅助光伏制氢成本及收益模型,以系统净收益为目标对制氢系统进行容量优化配置。通过仿真验证,所提制氢控制策略及容量配置方法提高了光伏制氢变功率运行的产出效率,在低成本投资下,实现较高的产能收益,系统经济性显著提高。     

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。     

新能源发电工程储能系统容量/功率优化配置

新能源风、光发电工程中配置一定容量的储能系统,可以显著提高新能源发电的消纳水平。储能系统的容量/功率的优化配置可最大程度提高储能系统利用效率和经济性,同时将新能源风电、光伏的弃电率降低到设定的目标值。提出以全生命周期内储能系统净现值最大为目标,综合考虑储能系统全生命周期内投资、运维成本、购电成本、售电收入、充放电效率、荷电状态、储能电池寿命、弃电率等多种因素的储能系统容量/功率优化配置方法,并以青海某工程1 030 MW光伏阵列和250 MW风电场的运行数据为例,计算得到该新能源风电、光伏发电工程中净现值最大的储能系统容量/功率配置,使整个储能系统获得最优的经济性。     

计及可靠性的含源配电网储能系统的优化配置北大核心CSCD

本工作研究了计及可靠性的含源配电网储能系统的优化配置问题。首先,提出了适用于含源配电网供电可靠率指标的计算方法,具体考虑了负荷时序、分布式光伏出力及储能系统运行特性。然后,基于上述计算方法,提出了计及可靠性的含源配电网储能系统的优化配置模型,综合考虑了配电网的可靠性和经济性指标,约束条件包括配电网潮流、系统功率平衡、光伏出力以及储能系统运行。最后,以17节点配电网为例,利用遗传算法对本研究模型进行求解,得到了含光伏配电系统中储能系统的最优安装位置和容量。并且,分析讨论了储能和分布式光伏同步配置、储能在系统侧集中配置等不同的安装方案以及子目标权重系数的设置对目标函数的影响。     

阴影遮蔽条件下光伏阵列的可重构优化配置方法

为了解决光伏阵列在局部阴影遮蔽条件下引起其输出特性发生变化,从而导致光伏发电效率降低等问题,基于光伏电池物理特性模型,利用数值模拟方法分析了阴影遮蔽条件下阴影数目、深度、分布及温度系数等因素对光伏阵列输出特性的影响。为实现光伏阵列的最大功率输出,提出了在阴影遮蔽条件下光伏阵列结构的优化配置规则,并给出了设计案例,结果证明可重构优化配置方法可以有效改善光伏阵列输出特性,提高了光伏发电系统的效率。     

一种改进的变步长电导增量光伏电源MPPT控制方法

光伏系统的最大功率点跟踪方法可以最大限度地利用光伏电池所能产生的电能,因此成为提高光伏发电系统运行效率、降低光伏电能成本的研究热点。针对目前常用的扰动观察法速度较慢、电导增量法在最大功率点附近有较大振荡的问题,提出一种改进变步长电导增量的最大功率点跟踪控制方法,该方法既具有电导增量法快速跟踪的优点,又能准确、稳定地跟踪到最大功率点,因此更适于提高光伏电源的能源利用率。对所提方法进行了仿真分析,并比较了几种MPPT算法的跟踪效果,结果表明,所提方法具有快速性、稳定性和有效性。     

光伏水泵系统中CVT及MPPT的控制比较

光伏阵列的最大功率点跟踪器可使光伏消耗产系统获得实时的最大功率输出。出于方便及降低系统造价，世界上大多数国家的光伏水泵系统产品迄今仍采用恒定电压跟踪器，以代替真正的最大功率点跟踪器。本文通过计算机仿真进一步阐明了ＣＶＴ与ＭＰＰＴ的区别并证明ＭＰＰＴ的在很大程度上优于ＣＶＴ，特别是对于冬，夏及全日内温差较大的场合。     

CVT光伏泵水系统瞬态工作点特性分析

采用定电压跟踪器（CVT）的光伏水泵系统在不同地区已成功地投入实际应用。实地运行数据表明，CVT不能适应太阳电池阵列伏安特性的变化，使系统瞬态工作点偏离阵列输出最大功率点，导致系统功率损失。该文报道了2.5kWp，光伏水泵系统的基本构成和典型实地运行数据，并对系统瞬态工作点特性进行了分析讨论。     

基于DSP控制的光伏并网逆变器最大功率的跟踪问题

在对太阳电池的等效电路及特性曲线分析的基础上．提出了最大功率点的跟踪（MPPT）方法，设计了一套基于DSP（TMS320F240）控制能实现最大功率跟踪的光伏并网逆变器，通过实际测试发现原有逆变器设计在跟踪最大功率点时存在运行不稳定的问题，经过分析提出了改进方案，实验证明改进后的逆变器运行更加稳定。     

光伏系统液流电池储能优化配置北大核心CSCD

液流电池具有长时储能成本低、系统安全性高等特点,适用于大规模长时储能的应用场景,通过对液流电池系统进行合理的规划配置,可以平抑新能源发电系统的间歇性和波动性,对于保障电网安全稳定运行具有重要意义。目前缺乏基于液流电池技术特性和运行特性展开的新能源系统与液流电池优化配置方法研究,随着我国能源快速转型,充分发挥液流电池技术及运行特点,优化配置新能源系统中液流电池容量,对建立新型电力系统有着积极作用。本工作以光伏与液流电池联合发电的局域网为研究对象,提出了适用于光伏系统的液流电池储能优化配置方法,通过对液流电池系统中各个模块系统的运行特性、系统初投资和全寿期运维成本进行了深入地研究分析,基于液流电池系统具有功率与容量模块相分离的特点,对大规模液流电池系统的功率和容量配比进行了优化设计。综合液流电池系统模块优化设计的结果,对光伏与液流电池联合发电的局域网系统进行运行策略优化,在保证局域网供电稳定运行的同时,以液流电池系统初投资与全寿期运行成本之和最小为目标函数,求解得到优化液流电池优化配置方案。算例应用表明,大规模液流电池系统功率和容量配置为1 MW/8 MWh时为经济性最优的兆瓦级液流电池模块设计,25年运行期LCOE为0.292元/kWh;在本工作应用的局域网中储能优化配置的目标函数在储能配置为20 MW/160 MWh方案达到最优解。     

数字式太阳电池阵列模拟器

阐述了新近发展的以工程用太阳电池数学模型，专用控制软件和电力电子技术为基础的数字太阳电池阵列模拟器。实验表明，该种模拟器性能良好，可以在实验室复现10kWp以下不同功率太阳电池阵列在不同日射强度、环境温度下的特性，并在屏幕上显示出被模拟阵列的I－V及P－V曲线，以闪烁光标显示该阵列在设定日射强度和环境温度下最大功率的位置及其量值，同时也以闪烁光标指标系统的工作点位置，研究操作人员可以清晰地观察到二者之间的差异。该种模拟器可以方便地引导系统研究人员分析系统运行存在的问题，从而使系统工作于最佳状态，它为光伏系统工作者及光伏系统生产厂商提供了系统优化配置的有效手段。     

光储微网的储能优化配置与技术经济分析

在储能系统和光伏发电相结合的统筹规划中,电池储能投资成本、光伏装机容量、光伏并网价格以及热电联产(CHP)的采用对电池储能的容量配置和电池充放电策略具有显著影响。基于分时电价下的光伏储能系统,将电池储能的容量和功率的配置转化为根据电价时段划分的约束优化问题。以某工业园区为研究对象,建立光伏-储能系统功率流模型,优化计算得到经济效益最优化的电池容量和功率配置结果及电池充放电策略。基于内部收益率、光伏自我消纳率等指标,根据光伏上网价格和电网谷段电价的关系划分场景,通过光伏发电容量和电池价格的变化探究光伏-储能系统中电池储能的容量配置、经济效益的变化规律和热电联产对系统的影响。     

光伏反渗透海水淡化系统的研究与开发

针对光伏反渗透海水淡化系统的控制装置易受海水及盐雾腐蚀的问题,开发新型双输出光伏调速逆变控制器。用一台控制器对提升泵和高压泵实施相互协调的调速控制,提高系统的可靠性、降低控制器成本。提出基于太阳辐射量和设备成本的配套光伏阵列功率实用优化算法以及系统日产水能力估算方法。实验结果表明,系统运行稳定,最大功率点跟踪控制精度高,产水量与理论计算结果吻合。     

光储微电网功率优化方法及协调控制策略研究

光储微电网作为一种友好发电模式具有平抑网侧功率波动、光伏发电产能趋稳以及可调度性等优点,是实现“源-网-荷-储”系统稳定运行和可再生能源充分消纳的优选方案。围绕光储微电网功率优化与灵活运行提出了组件级配置方案和协调控制策略,进一步释放光伏发电潜力以及促进储能单元高效运行。首先,针对光伏组件失配导致的“木桶效应”及储能变换器效率低的问题,分别配置组件级光伏功率优化器和储能部分功率变换器,实现太阳能和电能最大化利用。其次,讨论光伏阵列和储能单元在并/离网工况下多种模式切换,考虑微电网各单元间功率动态平衡,提出一种光储微电网协调控制策略,实现各单元在不同控制模式之间平滑切换及功率自主分配。最后,利用Matlab/Simulink搭建30kW光储微电网仿真平台,验证所提协调控制策略的可行性与有效性。     

基于动态阻抗匹配控制下的光伏冷库性能研究

为确保光伏制冷的运行性能,该文针对离网型光伏冷库采用动态等效阻抗匹配的控制策略,通过阻抗变换器进行脉宽调制输出不同占空比,使光伏发电输出与负载相匹配,构建光伏最大功率点等效阻抗与温度、辐照度和标准测试条件下最大功率点等效阻抗之间的数学模型.基于所提的控制方法,搭建一套5.4 kW的分布式光伏直驱冷库实验系统,研究表明,...     

一种变步长阻抗匹配的光伏MPPT控制

针对光伏系统最大功率点跟踪难以同时获得响应速度和稳态跟踪精度的问题,提出了一种基于变步长阻抗匹配的光伏发电系统最大功率点跟踪技术。利用光伏系统拓扑结构的阻抗匹配原理实现光伏系统最大功率点跟踪,在此基础上,引进了变步长控制方法,改善了系统的动态响应速度和稳态跟踪精度。仿真结果证明了该算法的有效性。     

通用型水泵电机的光伏驱动系统研究

目前光伏水泵的推广面临两个方面的障碍,一方面是应用较多的专用型光伏机泵成本较高;另一方面利用通用变频器驱动通用机泵时光伏利用率低。为了克服这些不足,设计了一种针对通用型水泵电机的光伏驱动系统。系统基于数字信号控制器dsPIC30F2010和IPM智能功率模块,实现了安全稳定运行、真正的最大功率跟踪（TMPPT）及模块化结构。分析了系统的硬件结构,探讨了系统的控制思想及实现,并用实验结果证明了设计的正确性。     

基于动态阻抗适配的光伏系统最大功率点跟踪算法

针对光伏发电系统最大功率点跟踪控制中结构复杂度与控制效果难以兼得的问题,文章从阻抗适配角度论证了最大功率传输理论应用于光伏系统控制的正确性,并提出一种具备快速自寻优能力的光伏系统最大功率点跟踪控制方法。通过Matlab仿真并与常见最大功率点跟踪控制方法相比较,文章所提出的算法具有更好的跟踪效果。     

阴影遮蔽条件下光伏发电效率的增大方法

受阴影遮蔽影响,光伏阵列输出功率下降,功率曲线呈现多峰值,使传统的最大功率点(MPPT)算法失效陷入局部极值点。基于光伏电池的等效电路模型,在正常和有阴影遮蔽情况下对光伏组件串并联输出特性进行仿真,分析功率曲线上局部极值点的产生原因及变化规律。针对阴影遮蔽对光伏发电效率的影响,提出建立微型光伏发电系统,采用光伏组件间解耦的方法,跟踪每个光伏组件的最大功率点,使光伏发电效率达到最优。试验结果验证了该方法的可行性,为今后光伏电站的建设提供了指导。