零能耗小屋能源管理与智能监控系统的设计与实现

针对2013中国国际太阳能十项全能竞赛比赛规则及零能耗建筑的特点,结合比赛地点山西大同的气候数据,给出了厦门大学参赛作品,零能耗小屋Sunny Inside的能源管理与智能监控系统设计方案.以光伏建筑一体化理论为基础,设计15.25kW光伏并网发电系统,并用相关软件对能耗平衡进行了模拟验证.以三菱PLC为核心,构建了能源管理与智能监控系统,分析了不同条件下空调、相变及遮阳系统的控制策略,并给出具体实现方法.     

基于时空相关性的光伏发电功率爬坡预测方法

传统的光伏发电功率预测方法爬坡预测可靠性较低,准确性不高.于是提出一种时空相关性的光伏发电功率爬坡预测方法.在典型日理想光伏发电出力归一化曲线提取基础上,采用线性插值方法生成光伏发电理想出力归一化曲线.通过蒙特卡洛法生成光伏发电随机分量,结合光伏发电与随机分量生成光伏发电序列;通过偏移爬坡率及变量状态划分方法构建信度网络节点变量和各节点变量的状态集;利用贪婪搜索算法从已有变量的状态集中获取最优信度网络结构后,进行光伏发电序列学习,完成光伏发电功率爬坡事件预测.实验结果表明,上述方法可有效完成光伏发电序列生成,并且爬坡预测可靠性较高,可实现多种气象条件下的光伏发电功率爬坡预测.     

智能楼宇搭建中的节能控制技术原理研究

针对目前对于智能楼宇搭建中的节能控制机理认识不够充分,节能控制技术针对性不强,为此提出智能楼宇搭建中的节能控制技术原理研究。首先利用网络节点技术搭建智能楼宇用电数学模型,为下一步集中节能控制智能楼宇能耗提供依据;结合不确定阈值等级预测智能楼宇负荷需求及光伏输出功率;然后根据预测值利用目标函数及约束条件求出智能楼宇各个时间段的最小用电量;将目标函数求解值带到智能楼宇用电数学模型,对其供电参数进行控制;最后考虑到受到多种不确定性因素的影响,目标函数求解值与实际节能需求还存在一定差距,在预测过程中比较预测值与实际值,反馈矫正目标函数解值,将其作为最终的控制结果,使智能楼宇供电量不仅能满足用户用电需求,还能达到最小化,以此完成智能楼宇搭建中的节能控制技术原理研究。     

一种基于PQ协调控制的并网光伏调压方法

近年来,光伏产业发展迅速,越来越多的光伏接入配电网.而配电网线路阻抗较大,光伏自身调压能力较弱,当光伏出力较大时可能造成并网点电压越限.因此,为了提高光伏渗透率,维持电网安全稳定运行,本文提出了一种基于PQ协调控制的光伏逆变器调压方法.该调压方法可充分利用光伏逆变器的剩余容量进行无功调压,能够在保证并网点电压不越限的前提下最大化光伏的有功输出,提高了光伏的利用率.最后,通过仿真分析验证了调压方法的有效性.     

一种新型光伏串联型微型变换器

针对光伏集中式大功率变换器无法追踪局部模块的最大功率,从而导致输出效率不高的问题,提出一种新的串联型微型变换器并研究其控制策略。该变换器在拓扑结构中将微型变换器的直流母线进行串联,各独立的微型变换器对光伏模块进行最大功率跟踪,从而有效提高系统的整体输出效率;通过对网侧控制算法进行改进,电压外环、电流内环分别采用准PR控制、重复控制技术,实现对电网频率推移带来的影响的有效抑制,从而提高控制精度。利用MATLAB/Simulink工具搭建串联型微型变换器和集中式变换器的仿真模型,进行相关仿真实验,其结果表明,采用改进控制算法能达到良好的控制效果,相比集中式变换器,串联型微型变换器的输出功率稳定性好、转换效率更高。     

局部阴影条件下基于MMC换流器的光伏并网

提出了局部阴影条件下基于模块化多电平(MMC)的光伏并网系统,并设计了该系统的控制策略。光伏阵列经DC-DC变换电路调节后并入电压源型换流器,构成子模块PSM,子模块PSM和电抗器串联组成MMC。控制系统包括启停控制、最大功率点控制以及并网控制。启停控制,在能量反馈阶段采用直流电压控制策略,在电容放电阶段采用三相同时放电策略;最大功率点跟踪控制采用扰动观测法。利用Matlab/Simulink对光伏并网系统进行仿真,仿真结果表明:该系统能提高太阳能利用率,降低并网输出波形的谐波含量,实现功率独立控制。     

光伏并网逆变器LCL滤波器参数优化设计

针对光伏并网逆变器LCL滤波器的大纹波电流和高频谐波损耗问题,分析了电感之和、电感比值和滤波电容值、谐振频率以及入网电流之间的关系,提出了一种LCL滤波器参数最优设计方法.分析了LCL滤波器的传递特性并建立了谐波等效模型,研究了滤波参数对谐振频率以及并网电流的影响,根据LCL滤波器的设计约束条件和光伏并网逆变器实例设计了一组最优参数,并进行了仿真研究.结果表明,提出的优化方案不仅能够有效抑制开关频率的高频纹波,还能减小电感取值和阻尼损耗.     

基于典型故障类型的分布式光伏并网对电压稳定性的影响

为了准确分析分布式光伏并网对电压稳定的影响,针对光伏阵列,给出了一种基于实时数字仿真仪(RealTime Digital Simulator,RTDS)软件平台的光伏并网建模方法.介绍了光伏发电的原理,对分布式光伏并网系统接入电网的方法进行了详细分析和研究.然后,基于光照强度和环境温度在RTDS软件平台上搭建了一个光伏发电并网模型,对光伏并网系统进行了仿真研究.仿真结果表明,不同的系统故障状态下,光伏并网对公网侧和并网侧电压稳定性的影响不同.     

基于遗传模拟退火算法的最大功率点跟踪研究

通过分析太阳能光伏发电系统的工作特征和现有的最大功率点跟踪(MPPT)方法,提出了一种基于遗传模拟退火算法的光伏发电系统MPPT方法.该算法将遗传算法和模拟退火算法相结合,通过将局部搜索过程引入遗传算法,从而使两种算法的搜索能力得到互相补充.针对某光伏发电系统的MPPT问题,通过仿真,将遗传模拟退火算法和遗传算法进行比较.仿真结果显示,遗传模拟退火算法和传统的遗传算法相比,能更快速、精确地跟踪到光伏系统的最大功率点.     

黄河水院光伏发电系统最大功率跟踪控制研究

分析了最大功率点跟踪的基本扰动观测法的原理和优缺点,提出了一种改进算法,即加入步长变化的环节,在工作点远离最大功率点区间时,设定扰动步长相对较大;在工作点接近最大功率点区间时,设定步长相对较小。通过仿真实验对改进算法进行了验证,得出该算法既能在稳态时减小功率损失,又能在外界条件剧烈变化时提高动态响应和系统稳定性,从而达到预定控制效果。