线性自抗扰在光伏发电系统MPPT中的应用

为了保证光伏发电系统能够快速地达到最大功率点并且能够稳定运行,设计了一种基于线性自抗扰控制(LADRC)的最大功率点跟踪(MPPT)控制器。建立了光伏电池与DC-DC变换器相结合的数学模型。设计了1阶LADRC对其进行解耦控制,目的是能够快速地确定光伏电池阵列的最优输出电压,减少功率振荡。分析了MPPT控制器的设计原理。为了验证所设计的MPPT控制器的实效性与普适性,通过Matlab/Simulink进行了仿真研究。仿真实验表明,加入所设计的MPPT控制器,能够明显提高算法的跟踪速度,大大降低功率振荡,即使在外界环境变化剧烈的情况下,也能表现出良好的控制能力,通用性很强。     

基于模糊自抗扰的光伏储能控制策略研究

针对光储系统使用传统比例微分控制自适应能力差、动态响应时间慢、超调量大以及受干扰时母线电压波动大等问题,提出基于模糊自抗扰的混合储能混合控制策略。采用模糊控制器思想对自抗扰控制参数进行在线整定,赋予自抗扰控制器自调节能力;用模糊自抗扰控制替换传统比例微分控制电压环,构成基于模糊自抗扰的共电压环的双闭环控制结构。将传统的比例微分控制和自抗扰控制进行仿真对比,结果表明,所提出的自抗扰控制在启动时几乎无超调,动态响应速度更快,母线电压波动更小。     

含扶贫式光伏农村配电网电能质量综合控制技术研究

针对含扶贫式光伏的农村配电网运行特点,提出在逆变器功率控制的基础上,光储联合发电分时协调控制技术。分析了扶贫式光伏电源接入农网后逆变器电压/无功控制原理,在某低压台区建立了光储联合发电系统。其中对逆变器设置死区控制环节保证无功调节优先性,同时分时对光伏电源和储能进行协调控制,平滑功率输出。最后结合Opendss软件对某低压台区进行验证,仿真结果表明所提控制策略能够有效提升农网电能质量运行水平。     

含电动汽车快速充电站配电网的暂态电能质量特性研究

规模化电动汽车作为间歇性、冲击性负荷接入配电网,会对含电动汽车快速充电站配电网的暂态电能质量产生直接影响。论文主要对规模化电动汽车接入配电网产生的电压暂降、电磁暂态等暂态电能质量问题进行分析。首先对含电动汽车快速充电站的配电网进行建模,其次建立了基于变压器模型的电压暂降模型和基于分布参数等效模型的电磁暂态分析模型。理论分析了快速充电站接入配电网产生暂态电能质量问题,模型能够提高暂态仿真速度及准确性。通过仿真分析验证了快速充电站在正常投切和发生故障时产生的暂态电能质量问题。     

大规模光伏有功综合控制系统设计

大规模光伏并入电网后,其出力的不确定性增加了电网运行控制的难度。通过分析大规模光伏接入对电网运行控制的影响,结合光伏电站和调度主站的建设现状,提出了适应大规模光伏接入的有功控制系统架构和设计思路。研究并制定了光伏数据采集通信机制、适应电网多种有功控制需求的光伏有功控制模式及控制性能评估方法,以此建立了横向集成光伏信息采集与监视、光伏有功控制功能,纵向贯穿调度端和厂站端的光伏综合控制系统,实现了调度主站对光伏电站的有功闭环控制。文中提出的综合控制系统已在实际电网得到了应用,算例验证了所述方法的有效性。     

基于改进一阶LADRC光伏逆变器母线电压控制

两级式光伏逆变器的中间直流母线电压的稳定性是光伏逆变器良好的发电质量和长期运行的关键。光伏逆变器的发电功率易受到光照强度、温度等环境因素的影响,该功率波动会在直流母线电压上产生较大扰动。为了提升直流母线电压的抗扰性,改善逆变器的控制性能,提出了一种基于改进一阶线性自抗扰控制（LADRC）的光伏逆变器母线电压控制策略。采用改进一阶LADRC对逆变器双环控制中的电压外环控制器进行设计。在传统LADRC的线性扩张状态观测器的基础上,将状态变量表达式中系统控制量的分量去除,使得状态变量的观测误差方程中只含有与系统输入量相关的误差分量,减小了状态变量的观测误差。新增状态变量并引入前一控制周期的系统控制量,根据总和扰动表达式对总和扰动重新进行估计并补偿。在频域上对改进LADRC的控制性能进行分析,相较传统LADRC而言,改进LADRC的系统带宽增大,动态跟踪能力增强,在中低频段具有更小的扰动增益。仿真和试验表明改进LADRC具有更短的调节时间,系统动态性能具有较好的提升,直流母线电压的抗扰性增强。     

用于快速充电站的高频高效模块化固态变压器

随着碳化硅器件的发展,基于固态变压器（SST）的充电站供电架构相比传统基于工频变压器的方案在效率、功率密度及扩展性等方面已展现出优势。提出一种基于三电平功率单元输入串联输出并联的模块化SST。其中,隔离DC-DC级采用串联半桥LLC变换器,分析了软开关实现条件和参数设计,比中点箝位型三电平LLC更易实现ZVS,更适合高频高效运行。为实现单元间均压均流,基于后级均压前级均功率的协调控制思想,提出一种基于直流链电压反下垂的分布式控制方法,同时实现了均压、均功率和输出电压二次调节等多个目标。所提方法在一台10 kV级,360 kW SST样机上得到了实验验证。     

基于MAS的含光伏充电站微电网能量管理研究

针对含光伏充电站微电网内光伏出力和充电负荷的波动性,会使直流母线电压大范围波动,影响系统稳定运行的问题,论文设计了一种基于多智能体系统（multi-agent system,MAS）的含光伏充电站微电网能量管理方案。首先针对复杂的能源管理问题,论文构建了基于MAS的两级分散式协调控制结构,然后通过功率关系和储能SOC信息对光伏充电站运行模式进行划分,利用Petri-net(PN)模型对各Agent的模式切换行为进行描述,以此为基础对各Agent模式切换策略进行设计,并完成各单元控制模块设计,最后搭建仿真模型,进行仿真实验,验证了所提方案的有效性和优越性。     

一种光伏并网逆变器的混合控制策略研究

光伏并网逆变器模型是一个非线性强耦合的系统,光伏电池输出电压受外界光照强度、环境温度等因素的影响。针对以上特点,提出了采用自抗扰控制(ADRC)技术和无源控制(PBC)理论相结合的光伏并网逆变器双闭环混合控制策略。电压外环采用自抗扰技术来保持直流侧电压的稳定并与采用PI控制进行了比较;电流内环采用无源控制理论对并网侧电流进行dq轴解耦,实现对有功电流和无功电流的分别控制并可使系统具有优良的静、动性能。Matlab/Simulink仿真和实验结果表明,所设计的系统具有良好的鲁棒性和动态性能,所设计的逆变器控制策略是可行的。     

光伏直流微网协调直流电压控制策略的研究

直流微电网是新能源发电接入常规公用电网的一种有效方式,并以其显著的优势成为微电网技术研究的一个新方向。本文以光伏发电系统、储能系统、交直流负荷组成的直流微电网为研究对象,在分析该直流微电网运行状态的基础上,提出了直流电压协调控制策略。该控制策略根据直流电压的变化量以及蓄电池的荷电状态SOC(State of Charge)自动协调各换流器的工作状态,从而实现了在各种运行工况下直流微电网内的有功功率平衡,达到了维持直流母线电压稳定的目的。最后,在Matlab/Simulink仿真环境下进行了仿真实验,结果验证了该控制策略的有效性。     

考虑充电功率的电动汽车快充站充电设施优化配置

为实现电动汽车快充站内的经济建设,同时分析充电功率在充电站规划中的影响,提出了一种电动汽车快充站充电设施优化配置方法。以电动出租车为例,分析其出行特征,并基于排队论分析各个时段内站内排队系统的运行指标,建立分时段的用户等候时间成本计算模型。以充电站投资成本和用户等候时间成本之和最小化为目标函数,建立考虑装置利用率、排队时间、配电容量和占地面积的充电设施配置优化模型,在模型中同时对充电设施的充电功率和数量进行优化,实现快充站内社会成本的最小化。通过算例验证所提方法的可行性以及优化充电功率的经济性。     

大型光伏储能电站与同步发电机励磁的非线性协调控制策略

在大规模光伏储能电站接入系统的容量和比重不断增加的情况下,光伏电站应具备一定的电压和功率调节能力来支撑电网的稳定运行。以大型光伏储能电站接入的多机电力系统为研究对象,推导其微分代数系统结构模型,提出了采用光伏储能电站逆变器与同步发电机励磁协调来提高系统稳定水平的非线性控制策略。该策略避免了不同控制器单独设计造成的配合不协调问题,同时可以对电压和有功等多个目标量进行控制。由于采用非线性设计方法,控制器可在大范围适用而不局限于设计点附近。仿真结果表明,所设计的控制器可以有效提高系统的电压和功率调节能力,保障系统安全稳定运行。     

含分布式电源与充电站的配电网协调规划

分布式电源与电动汽车充电站共同接入配电网,对配电网规划和运行具有重要的影响。提出一种综合协调规划方法,该方法能够实现分布式电源选址定容、充电站位置及容量、配电网架建设和改造的综合优化规划。考虑风光资源和负荷的随机波动性,以配电系统投资、运行维护和环境成本的随机期望值最小为目标,建立了含分布式电源与充电站的配电网协调规划模型,采用改进遗传算法进行求解。以一个待扩展的辐射状配电网络为例,仿真计算结果表明,对含分布式电源与充电站的配电网进行综合协调规划,能够提高电网的经济和环境效益,得到的规划方案更为合理。     

大型光伏电站无功电压控制研究

为了满足光伏电站并网对公共连接点(Point of common coupling,PCC)无功电压控制要求,基于九区图原理,以PCC电压和功率因数均合格为最优控制目标,针对PQ电源型和PV电源型的大型光伏电站提出了的无功电压控制策略。搭建了PQ电源型和PV电源型大型光伏电站的等效模型,给出光伏电站无功电压控制策略实施流程图。以典型光伏电站出力和负荷动态变化为基础,通过搭建一个含大型并网光伏电站的110 kV系统,对光伏电站的无功电压控制进行仿真。仿真结果验证了所提策略的有效性和实用性。     

基于组播的功率调节系统在光伏电站的应用

针对大容量光伏电站中逆变器数量较多时采用点对点的功率调节方式致使调节速度慢、调节时间长的问题,提出了一种基于组播的功率调节系统。通过UDP组播一次性对全站逆变器下发遥调指令,以提高整个电站的调节速度。详细介绍了功率调节控制系统的结构、控制模式及控制策略。在进行电压无功控制时充分利用逆变器的无功容量替代SVG的功能,大大节约大型光伏电站的成本。该系统已在甘肃金昌振新100 MWp光伏电站中成功应用,算例验证了所述方法的有效性。     

基于光伏减载的电力系统紧急降风险控制方法

光伏发电系统通常运行于最大功率点,难以在紧急条件下为电网提供功率支撑.受制于建设和运行成本,储能的大规模应用还难以实现,同步发电机占比的降低使得含高比例光伏发电的电网安全风险不断增加.为此,分析了光伏发电系统的功率特性和稳定运行条件,提出了通过光伏减载运行预留备用功率从而为电网提供紧急功率支撑的思想.进而分析了协议发电...     

电网特性对光伏电站并网的影响

针对光伏电站并网问题,分析了并网接入点的系统电压变化因素,通过建立光伏电站并网的戴维南等效电路及进一步推导,得出了系统短路容量与光伏电站极限规划设计容量及并网点电压之间的简明关系。分析结果表明：可以利用光伏电站待接入的并网点系统短路容量这一电网特性简单估算待并入光伏电站的极限设计容量大小及并网点电压的变化大小,为今后更好地规划设计光伏电站及电力系统的安全稳定运行提供参考。     

光伏电站接入对配电网电流保护的影响研究

光伏电站接入可能会对配电网电流保护产生影响。首先探讨了常规控制策略下光伏电站的短路计算模型,然后基于光伏电站接入典型配电网等效电路,从短路点位置、光伏电站容量和接入位置三个方面理论分析了对传统配电网电流保护的影响。最后以光伏电站接入35 k V典型配网为例,仿真验证了理论分析的正确性,研究结果对光伏电站的接入具有一定的指导意义。     

光伏发电有功自动控制技术

为应对光伏发电的间歇性、随机性、波动性给电网带来的诸多不利影响,以传统有功自动控制技术为基础,结合光伏发电特征,研究分析了包括功率限制、计划曲线跟踪等多种光伏发电有功自动控制技术,并且成功进行了我国首次光伏发电有功远程闭环控制操作。分析结果表明：光伏发电有功自动控制技术具有较强的实际可操作性,为光伏发电的发展提供了关键技术支撑。     

基于新型统一电能质量控制器的光伏电站故障穿越技术

近年来,光伏电站低电压穿越技术得到了快速发展,但受限于光伏并网系统电压检测速度影响,光伏电站故障穿越的快速性等问题亟需解决。文中提出一种适用于光伏电站故障穿越的的新型统一电能质量控制器(UPQC)接入结构及控制方法。该型UPQC能够在高电压故障时,通过补偿使光伏电站出口电压稳定在额定值,系统具备高电压穿越的能力,并兼有谐波补偿功能,有助于光伏电站快速响应电网电压波动情况,提升光伏电站故障穿越能力。UPQC可以配合光伏电站在低电压故障时输出无功功率,帮助光伏电站在指定的时间内发出电网需要的无功功率,并且能够在高电压故障时吸收电网无功功率,加速电网电压恢复过程,综合提升光伏电站穿越能力。最后,文中给出100 MW光伏电站运行仿真结果,验证了所提电力电子补偿系统的有效性和可行性。