基于虚拟同步电机的单级式光伏系统控制策略

为同时实现光伏系统的单级式接入以及光伏系统的惯性响应,提出了基于虚拟同步电机的单级式光伏系统控制策略。系统将光伏阵列以及蓄电池并联作为电源,通过DC/AC逆变器与交流负载和电网相连。电源侧通过粗调加微调的控制策略调整蓄电池侧双向DC/DC变流器的电压参考值实现单级式光伏系统的最大功率输出;离网运行时DC/AC逆变器一方面通过无功电压下垂控制直接调节逆变器输出电压。另一方面将有功频率下垂控制作为其调频器调节频率,并结合同步电机的转子运动方程,使逆变器模拟同步电机具有惯性的功能。在MATLAB/SIMULINK中建立了包含光伏阵列、蓄电池以及DC/DC和DC/AC变流器的单级式光伏系统并进行了时域仿真,仿真结果验证了所提控制能够有效改善频率的暂态响应,提高系统抗干扰能力。     

基于下垂控制与MPPT的电压源型光伏并网逆变器

首先基于下垂控制,实现逆变器电压源控制,在单级光伏逆变器结构中,将最大功率点跟踪(MPPT)控制嵌入到下垂控制中,提出一种有功功率内环、直流电压外环的控制方法,实现了并网过程中直流电压调整的快速性和稳定性。最后通过仿真和实验分别验证了上述设计的正确性,实现了光伏并网逆变器电压源控制下的并网、离网运行模式无缝切换和MPPT跟踪。     

可调度型光伏逆变器滑模电压控制方法研究

为改善小容量户用光伏发电系统中并网逆变器的有功无功调度跟踪性能及并/离网切换控制性能,提出一种逆变器滑模电压控制方案。光伏发电系统并/离网运行情况下逆变器均采用电压控制模式,无需模式切换。采用滑模控制方法实现逆变器电压控制,根据有功无功的调度指令,调节逆变器输出的端电压,实现并网模式下逆变器输出功率灵活快速跟踪调度指令的特性。在Matlab/Simulink仿真平台对所提出的控制方案进行仿真验证。结果表明,所提控制方案简单易行、功率快速跟踪调度指令能力强、并/离网过程迅速无冲击。     

基于有功自适应调整的光伏电站无功电压控制策略EI北大核心CSCD

光伏逆变器的无功电压控制在解决并网光伏发电系统电压越限问题时取得了很好的效果,但目前为了保证光伏的消纳能力,相关研究主要集中在单一的无功电压控制方面,无法满足电网出现较大无功缺额时的安全稳定运行需求。因此,根据光伏逆变器输出无功和有功的关系,提出一种基于有功自适应调整的无功电压控制策略。光伏逆变器正常工作在最大功率点跟踪控制模式下,若并网点电压越限,考虑各个光伏集群无功调压能力的差异性,采用无功变下垂控制为电网提供相应的无功功率,实现各个光伏集群无功分配的协调控制。在逆变器的无功容量不足时,根据优先级削减部分光伏输出的有功功率,以满足系统的无功需求。在夜晚或系统无功缺额较严重时,光伏逆变器作为静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)运行。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台上,搭建并网光伏发电系统的模型,验证所提策略的有效性。     

基于有功自适应调整的光伏电站无功电压控制策略

光伏逆变器的无功电压控制在解决并网光伏发电系统电压越限问题时取得了很好的效果,但目前为了保证光伏的消纳能力,相关研究主要集中在单一的无功电压控制方面,无法满足电网出现较大无功缺额时的安全稳定运行需求。因此,根据光伏逆变器输出无功和有功的关系,提出一种基于有功自适应调整的无功电压控制策略。光伏逆变器正常工作在最大功率点跟踪控制模式下,若并网点电压越限,考虑各个光伏集群无功调压能力的差异性,采用无功变下垂控制为电网提供相应的无功功率,实现各个光伏集群无功分配的协调控制。在逆变器的无功容量不足时,根据优先级削减部分光伏输出的有功功率,以满足系统的无功需求。在夜晚或系统无功缺额较严重时,光伏逆变器作为静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)运行。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台上,搭建并网光伏发电系统的模型,验证所提策略的有效性。     

三相光伏并网发电系统无功控制策略研究

三相光伏并网发电系统通常采用单位功率因数控制,一般情况下只为电网提供有功功率,并保证其具有较高的功率因数。为了提高光伏并网发电系统故障时的无功电压控制能力,首先在直流电容侧加入DC-Chopper来抑制故障情况下直流母线电压的大幅波动,使光伏逆变器能够工作在安全稳定的范围内,接着采用将无功功率补偿与光伏并网发电相结合的控制方式,使光伏并网发电系统在向电网提供有功功率的同时也能够为电网提供所需的无功功率。然而光伏并网发电系统自身无功补偿能力有限,装设STATCOM将使系统的无功电压控制能力得到了进一步的提高。     

基于暂态功率特性调整无功电流的高电压穿越控制策略

传统的光伏并网逆变器高电压穿越控制策略以削减有功功率为代价提高无功输出,难以平衡网侧电流和直流母线电压、抑制故障切除后电流和电压突变带来的暂态冲击。在分析高电压暂态功率特性的基础上,提出一种维持有功功率输出不变、调整无功电流参考值的高电压穿越控制策略。首先,以小信号模型分析高电压暂态功率特性,得出高电压期间有功功率不变、网侧无功冗余是抑制电压恢复的关键;然后,依据电网电压骤升幅度给出一种估算无功电流参考值的方法;在此基础上,结合有功电流控制,讨论3种不同电网电压骤升幅度下并网逆变器的控制能力,分别给出相应的高电压控制策略;最后,仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。     

考虑光伏逆变器剩余容量的配电网无功优化

在保证光伏电源有功出力最大的情况下,将光伏逆变器的剩余容量作为连续可调的无功电源研究了含光伏电源的配电网无功优化问题。在分析光伏发电出力随机性和不确定性的基础上,建立了光伏电源出力的概率分布模型,并以配电网有功网损和总电压偏差之和最小为目标函数,建立了考虑光伏逆变器剩余容量的配电网无功优化模型,采用线性递减权重粒子群算法(Lin WPSO)对离散变量进行处理,并寻求无功优化最优解。通过IEEE33节点系统算例仿真,验证了本文所提出的模型和方法更接近实际,可以有效降低配电网总电压偏差,改善配电网电压水平,降低配电网有功网损,验证了本文模型和方法的正确性和有效性。     

光伏并网系统参与电压调节的有功和无功协调控制策略研究

针对配电网线路阻抗大、分布式光伏并网系统无功调压能力有限,导致光伏电源在有功出力较大时并网点(PCC)电压越上限问题,在深入分析光伏系统PCC电压特性基础上,提出一种光伏逆变器有功和无功协调控制策略。在该控制策略下,光伏系统实时跟踪监测PCC电压变化,PCC电压不越限时,逆变器按最大功率点跟踪(MPPT)输出;PCC电压越上限时,优先利用逆变器剩余容量进行无功调压,若剩余容量不足,调节逆变器有功输出,并动态计算有功、无功最佳输出值,保证将PCC电压调节至满足要求的前提下,实现逆变器有功输出最大化、无功输出最佳化。算例结果验证了控制策略的有效性。     

一种功率动态调整的光伏逆变器调压方法

越来越多的光伏电源接入配电网,导致在光伏有功出力较大时并网点电压升高甚至越限,严重影响了配电网的安全。针对由于光伏并网造成的电压越限问题,文中分析了电压越限机理,研究传统无功调压策略;在此基础上,融合有功限值确定方法,提出了基于功率动态调整的光伏逆变器调压方法,不同工况下光伏逆变器采用相应控制策略,实现逆变器有功输出最大、无功输出最佳。通过仿真验证了调压方法的有效性。     

基于阻抗在线观测的光伏逆变器控制策略研究

光伏逆变器通常采用最大功率跟踪算法尽全力向电网注入有功功率,并不参与电网电压的控制。只有当电网电压超过了保护阈值,光伏逆变器才停止工作以避免引发过电压故障。提出一种光伏逆变器的电网电压控制策略,用以改善电网电压水平,使得光伏逆变器在非最优电网电压情况下依然可以向电网输送电能。根据电网电压控制效果由电网阻抗的阻抗比R/X决定的基本原理,所提出的控制策略在线观测电网阻抗比,实时控制光伏逆变器注入电网的有功功率和无功功率,改善光伏逆变器的电网电压控制效果。所提出的控制策略不仅适用于光伏逆变器,同样也适用于其他类型的分布式发电并网逆变器。     

微网中三相逆变器类功率下垂控制和并联系统小信号建模与分析

基于公共节点电压的逆变器并联功率理论在微电网系统应用中存在局限性,本文以逆变器输出端电压为切入点重新推导了并联功率理论,提出一种基于＂类功率＂的无互联线并联下垂控制策略。依据＂类功率＂定义,建立了新型控制策略下的并联系统小信号数学模型。通过数学模型建立系统传递函数,依据自动控制原理分析下垂参数的变化对三相逆变器并联系统...     

基于模糊逻辑的低压配电网高比例户用光伏无功控制策略

为了解决高比例户用光伏接入低压配电网所带来的电压越限和电压波动问题,降低网络运行风险,提出了一种基于Mamdani模糊推理的户用光伏无功控制策略。该策略引入了模糊逻辑思想,采用并网点电压偏移量和光伏有功变化率作为输入量以分别适应电压越限和电压波动场景,根据输入量与逆变器无功输出量之间的逻辑关系制定了模糊规则,经去模糊化过程得到光伏逆变器的无功输出。利用电压灵敏度理论对不同节点输入量的三角形隶属度函数参数进行协调设计,充分利用了各节点户用光伏逆变器的无功容量。仿真算例结果表明,所提方法能够有效缓解电压越限和电压波动问题,相对于传统逆变器无功下垂控制,电压越限和电压波动均得到有效抑制。     

基于分布式共识协同的光伏逆变器电压控制策略研究

为了解决大规模分布式光伏接入配电网导致光伏并网点出现电压越限问题,提出了一种基于分布式共识协同(distributed consensus collaboration, DCC)的光伏逆变器电压控制方法。光伏逆变器电压控制采用基于功率调节的下垂控制模式,利用下垂控制调节光伏的有功功率与无功功率,实现对光伏并网点电压的控制。分布式协同共识是将接入系统的光伏有功功率输出与光伏最大输出跟踪比作为状态变量,通过分布式共识协同算法实现下垂控制启动参数的调整和光伏逆变器之间的电压协同控制。通过一个含分布式光伏的真实馈线系统进行算例验证,基于德国DIgSILENT软件进行仿真。结果表明,所提电压控制方法能有效抑制光伏并网点的电压越限问题,并在电压调节过程中降低光伏有功功率出力的削减,提升光伏逆变器的无功功率调节量。     

基于小交流信号下垂的微网二次控制方法

有功功率-频率和无功功率-电压幅值的传统下垂控制方法被广泛应用于微网并联逆变器的协调控制中。然而,传统下垂控制会使变流器输出的频率和电压幅值存在偏差,进而影响微网电能供应的精确性。基于对人为注入系统的小交流信号的控制,提出了一种新型的二次控制方法,以补偿下垂控制产生的电压偏差。该方法中的小交流信号在并联逆变器中如同一种通讯信号,其频率和逆变器输出基波电压的下垂偏置呈下垂关系。通过该方法,系统频率和电压幅值可以恢复至额定值,同时,精确的功率均分可以在并联逆变器之间实现。仿真和实验结果都验证了该方法的有效性。     

光伏逆变器的低电压穿越特性分析与参数测试方法

掌握逆变器的低电压穿越特性对于分析光伏电站对电网的影响具有重要的意义。首先基于光伏逆变器的拓扑结构和控制策略,将逆变器分为直流电压变换环节、交流电流指令环节和交流电流响应环节,分析了影响逆变器低电压穿越特性的主导关键环节。然后,提出了一种通用化的交流电流指令环节参数测试方法,依次辨识无功电流和有功电流指令公式参数,并代入仿真模型验证参数的准确性。最后,对主导关键环节的分析结论进行了试验验证,并验证了参数测试方法对组串式逆变器和集中式逆变器的适应性和有效性。     

400Hz中频单相电压源逆变器的输出控制及其并联运行控制

中频电源由于其较高的输出频率，要想得到较好的输出电压波形和较大的输出功率，则比工频逆变器的控制更加困难。针对400Hz中频逆变器的特点，给出了一种带幅值环的双闭环单相逆变器控制策略，得到了很好输出波形。并提出了一种介于有线和无线并联控制方法之间的共享同步信号的外特性下垂控制方法，以及用于消除直流环流的直流偏置电压下垂方法，将上述方法应用于中频逆变电源的并联运行控制，取得了很好的均流效果。介绍了该方案的理论依据，并搭建了两台1.5kW的实验样机，实验结果证明了该方案的有效性。     

400Hz中频单相电压源逆变器的并联运行控制

针对两个并联联接的单相电压源逆变器进行了详细的电路分析,证明了每个逆变器输出电压的幅值和相位可以分别由其输出功率的无功分量和有功分量单独控制。并针对400Hz逆变器的特点。提出了一种共享同步信号的外特性下垂控制方法,取得了很好的均流效果。通过在Matlab上的仿真和在两台1．5kW样机上的实验．证明了该方案的有效性。     

模块化光伏并网系统欧洲效率优化控制方法

提出一种模块化逆变器组成的光伏并网系统欧洲效率优化控制方法,各并网逆变模块共直流交流母线并联运行。分析直流母线电压变化趋势与发电功率的内在关系,在逆变模块中采用两个不同限幅值的直流母线电压调节器,根据系统发电功率的变化,自然启用相应的电压调节器,确保各逆变模块优先运行在设定的最高效率点,而当系统发电功率较大时逆变模块再转向满载运行,从而优化系统欧洲效率,且无需增加硬件成本。详细分析系统的工作原理,给出控制方法的实现方式和关键参数的设计准则。搭建实验原理样机,进行动稳态实验和效率测试。实验结果表明,系统欧洲效率提高了0.43%,验证了控制方法的有效性。     

孤岛型微电网中逆变器并联运行控制策略

为了解决基于传统下垂控制的逆变器并联系统无功分配不合理以及输出电压和频率存在偏差的问题,提出一种孤岛型微电网中基于虚拟阻抗的电压、频率和无功功率微调的逆变器并联控制策略。在传统下垂控制中加入虚拟阻抗使逆变器输出阻抗呈感性,消弱线路阻性成分引起功率耦合;对电压/频率进行二次调节,使电压和频率在负荷变化大时仍能维持在额定值,改善电能质量;二次无功调节直接控制无功功率的分配,使无功分配不再受逆变器端电压的影响,实现无功的高精度分配。建立微电网小信号动态模型用以分析系统稳定性及合理选择控制参数。仿真结果验证了所提控制策略的有效性。