光伏并网发电控制系统的研究

针对光伏并网发电系统的控制方法,分析了太阳能电池的基本原理,给出了太阳能电池的功率输出特性;为了使太阳能电池能够最大效率地将太阳能转化为电能,给出了采用电导增量法的太阳能电池最大功率点跟踪的控制策略;对于光伏并网逆变器,采用的是全桥逆变电路,其直流侧为电压型输入,交流侧为电流型输出,并通过滞环比较的控制方式对并网输出电流进行控制;最后建立了并网发电系统的仿真模型并进行仿真,结果显示并网电流能够很好的跟踪电网电压。     

基于自适应粒子群算法在光伏阵列多峰值系统MPPT的控制

在局部阴影的条件下,由于光伏阵列的P-U曲线会存在多个峰值点,传统的扰动观测方法不能快速追踪到最大功率点。本文对粒子群算法的设计参数、执行流程等方面进行优化,提出了一种基于自适应粒子群算法对光伏并网系统MPPT的控制策略,最后进行了Matlab/Simulink仿真。结果表明,该控制策略可以快速、准确地搜寻到最大功率点,能够抑制复杂条件下环境因素的影响,提高算法的跟踪精度和光伏电池的整体工作效率。     

光伏发电逆变并网系统复合控制策略

研究了一种适用于兼顾无功补偿的微网光伏并网逆变系统,提出一种单相光伏逆变器的复合控制方法.根据单相光伏逆变器的功率平衡原理,推导出光伏逆变器的直流侧二次纹波电压的大小,由此进行校正补偿消除逆变器输出的三次谐波电流.光伏单相并网逆变器的前馈基波调制信号可由其稳态数学模型得出,从而进行输出电流快速前馈控制,然后利用无差拍控制器来实现输出电流的闭环控制,从而形成了前馈+反馈的复合控制方法,可以实现单相逆变器输出电流的快速、无差跟踪.实验和仿真结果表明了本文所提出的复合控制方法能够提高光伏并网逆变器的工作性能,并改善微网的电能质量.     

基于DSP的光伏并网系统的设计

以DSP为控制平台设计光伏并网系统,在改进型单纯形加速法的基础上,采用电压型全控桥为逆变结构,设计新型光伏阵列最大跟踪控制优化算法,跟踪光伏阵列最大输出功率点．在线调节步长改变电压收敛速度,设计锁相控制电路,自动同步跟踪电网频率和相位．测试数据表明：结合优化技术的变步长MPPT算法能快速准确跟踪最大功率点,系统波动小,稳定性高,逆变器电流和电网电压同频同相馈送电网,从而有效提高系统逆变效率及可靠性．     

融资约束如何影响出口边际：来自我国制造业行业的证据

研究了一种适用于兼顾无功补偿的微网光伏并网逆变系统,提出一种单相光伏逆变器的复合控制方法.根据单相光伏逆变器的功率平衡原理,推导出光伏逆变器的直流侧二次纹波电压的大小,由此进行校正补偿消除逆变器输出的三次谐波电流.光伏单相并网逆变器的前馈基波调制信号可由其稳态数学模型得出,从而进行输出电流快速前馈控制,然后利用无差拍控制器来实现输出电流的闭环控制,从而形成了前馈+反馈的复合控制方法,可以实现单相逆变器输出电流的快速、无差跟踪.实验和仿真结果表明了本文所提出的复合控制方法能够提高光伏并网逆变器的工作性能,并改善微网的电能质量.     

最大功率跟踪的光伏并网逆变器研究

光伏并网发电系统是光伏系统发展的趋势.根据光伏阵列的特性,设计了一套新型的能实现最大功率跟踪的光伏并网逆变器.逆变器由DC-DC和DC-AC两个部分组成并通过Dclink相连接,控制部分采用基于DSP(TMS320F240)控制的最大功率跟踪和电流跟踪控制策略,实现了与网压同步的正弦电流输出,逆变器效率为0.78,功率因数为0.97,输出电流的基波分量占电流总量的99.6%.     

带有最大功率点跟踪算法的改进型分时复合控制策略

基于两级式光伏并网逆变器分时复合控制原理,提出一种带有最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)算法的改进控制方案,并采用数字陷波器抑制光伏测二次电压脉动,为MPPT提供稳定的电压参考,同时给出输入侧解耦电容计算方法。在此基础上,采用损耗分析的方法,详细对比了改进型分时复合控制策略及传统控制策略下的系统损耗。最后搭建了两台实验样机进行实验验证,实验结果表明,所提出的改进分时复合控制策略的可行性,并得出分时复合策略较传统控制策略的优缺点。     

基于MATLAB的单相光伏并网系统仿真设计

介绍了一种单相光伏并网系统仿真设计方法。根据光伏电池的数学模型建立了光伏阵列MATLAB仿真模型,利用S-Function函数编程实现了电导增量法的MPPT算法,在MATLAB/SIMULINK环境下,利用SimPowerSystems库搭建了单相光伏并网系统动态仿真模型,仿真结果表明,光伏电池输出功率能很好的保持在最大功率点,逆变器输出电压的频率和相位与电网电压的频率和相位相同,真正实现了并网。     

基于改进PSO算法在光伏阵列多峰MPPT的研究

针对传统的最大功率点跟踪算法在光伏阵列出现局部阴影时,其输出P-U特性曲线表现出的多峰现象,导致跟踪不能完成真正的最大功率点跟踪,从而造成系统的输出功率降低的问题;粒子群算法(PSO)在全局搜索具有很好的作用,把PSO应用在MPPT之中,但其收敛速度与精度方面具有一定的缺点,为了提高PSO算法的跟踪精度和收敛速度,提出了把非线性控制策略与PSO算法相结合;通过Matlab/Simulink进行仿真验证,结果表明:改进后的粒子群算法在有无阴影和环境发生变化的情况下均可快速且稳定准确地跟踪到最大功率点的有效性,提高了光伏系统的发电效率。     

光伏系统模糊PSO的MPPT控制

在局部阴影条件下,光伏阵列的功率–电压特性曲线呈现多峰状,传统最大功率点跟踪方法出现搜索精度低和收敛速度慢的问题.针对此问题提出一种基于模糊控制的粒子群优化算法,采用模糊控制器对粒子群优化算法的惯性权重ω进行优化,实时调整参数,使光伏阵列在光照强度变化时有较好的动态特性和稳态性能.分别采用常规PSO算法和模糊PSO算法在相同条件下对系统进行仿真,结果表明所提出的算法在局部阴影条件下能快速跟踪外部环境变化,且准确地工作在最大功率点.     

级联三相光伏逆变器的虚拟磁链直接功率控制策略

针对三相线电压级联的拓扑应用于光伏并网问题,提出一种改进型虚拟磁链直接功率控制策略(VF-DPC)。通过模块化级联系统的等效模型,分析系统整体的等效开关状态,在网侧采用改进型虚拟磁链观测器抑制直流偏移,得到光伏并网系统功率,在直流侧通过光伏最大功率跟踪(MPPT)得到功率参考值。然后根据系统稳态矢量图进行建模,设计解耦功率控制器,并且为了输出多电平的同时固定开关频率,结合载波移相和空间矢量实现移相空间矢量调制(PSSVM)。以3个模块级联为例,通过Simulink仿真验证本文所提策略的有效性。研究结果表明:本文所提策略是有效的;省略网侧电压传感器,也能保证光伏无需升压装置灵活应用于三相线电压级联并网场合;级联三相光伏逆变器在输出五电平电压的同时,以单位功率因数并网,达到额定输出最大功率4 667 W,并网电流谐波总畸变率仅为2.01%,而且模块化级联系统更具有工程实现价值。     

光伏系统中全局最大功率点的优化

针对当光伏列阵接收到不均匀光照时,整个光伏系统的P-V曲线变为多峰值曲线,采用传统的最大功率点跟踪方法不能很好地追踪最大功率点的问题,提出一种基于改进的模拟退火-粒子群算法的最大功率点跟踪方法。研究结果表明:该优化算法中加入存储单元,保证了算法不会陷入局部最大值点,同时引入粒子群适值函数,调整退火温度,保证了运行速度;通过该方法可以快速的准确地找到光伏系统的全局最大功率点;仿真结果证明了该算法的正确性。     

兼顾功率协调控制的两级式光伏逆变器低电压穿越控制策略

为提高基于Boost电路的两级式光伏逆变器的低电压穿越(LVRT)能力,设计了以基于Boost的直流母线电压控制环为核心的兼顾有功、无功电流协调控制的LVRT策略.首先分析了两级式光伏逆变器的常规Boost电压控制模式和输出电流控制策略;在电网电压跌落时,通过引入基于故障前光伏阵列最大功率点电压前馈的母线电压控制外环改变Boost电压控制模式来快速调节光伏阵列的输出功率,以稳定直流母线电压和防止逆变器过流;同时,根据电压跌落深度,按比例减小有功电流id,在保证逆变器不过流的前提下输出无功电流iq,为电网提供无功支撑,以帮助电网故障恢复.最后,利用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建100 k W两级式光伏逆变器模型进行控制策略验证,结果表明该策略不仅在电压发生深度跌落时仍能快速、有效地抑制直流母线电压升高,使光伏逆变器安全地实现低电压穿越,而且提高了其在电网故障期间的无功支撑能力.     

适用于光伏多峰功率跟踪的改进型粒子群优化算法

针对在自然环境下光伏阵列上时常发生的局部阴影而引起P-V曲线由单峰转变成多峰状态,从而导致常规最大功率跟踪算法失效的问题,在研究传统粒子群算法的基础上,提出了一种改进型控制算法。该算法采用全局模式和局部模式两种运行手段定位最大峰值点,在对粒子群优化的速度更新方式上,去除了大量的随机变量干扰,使结构优化非常明显。改进后粒子群优化算法能够使功率跟踪避免陷入局部最优,使之找到真正的最大功率点。通过与传统粒子群算法对比仿真及试验,结果表明,在光伏阵列局部遮荫的情况下,改进后的粒子群优化算法可以快速准确地搜索到最大功率点,追踪精度高达95%,并且比传统的粒子群算法在搜索效率上提升28%,较好地避免了陷入局部最优。     

光伏并网发电与无功补偿的一体化控制

为改善光伏并网发电系统的供电质量、提高系统利用率、降低系统损耗、减小设备投资,提出了一种将光伏并网发电与无功补偿相结合的一体化控制策略.通过对并网逆变器的控制,系统既可以向电网输送有功功率,又能对电网中的无功功率进行补偿.分析了两级式光伏并网发电与无功补偿一体化系统的拓扑结构,研究了一体化控制原理、基于扰动观测法的最大功率点跟踪控制、基于瞬时无功功率理论的并网有功电流、无功电流的检测方法及并网电流的合成等问题,最后采用Simulink对整个系统进行了仿真研究.仿真结果验证了该系统结构及控制策略的可行性,实现了光伏并网逆变器功能的复用,扩大了其应用范围.     

单级式功率解耦光伏逆变器研究

研究了单级式光伏逆变器,改进后得到单级式功率解耦光伏逆变器,可在单级中兼顾完成最大功率点跟踪(MPPT)控制和输出电压控制。利用状态空间平均法建立了系统数学模型。提出了改进的单级式功率解耦逆变器,有效增大直流侧输入电压范围。根据拓扑特性,提出了改进的SPWM控制方法。解决了MPPT和输出电压之间的协调问题。最后通过仿真和实验,证实该拓扑的合理性和可行性。     

粒子群优化算法在多峰值MPPT控制中的应用

光伏发电系统的多峰值特性,出现在局部遮阴环境下包含多组光伏电池的发电系统中。传统的最大功率跟踪(MPPT)算法会导致最大功率点(MPP)搜索陷入局部极值,不能最大发挥光伏阵列的输出能力。基于粒子群优化算法的MPPT控制有效地解决了多峰值特性下的最大功率搜索问题,提高了响应速度和控制精度。仿真结果证明了优化算法较传统算法在多峰值情况下控制的优越性。     

永磁同步并网风力发电系统双模块控制研究

针对永磁同步并网风力发电系统,研究了一种双模块控制系统。MPPT控制模块在整流器和逆变器之间设置Buck变换器,使用优化后的最优梯度-爬山法策略控制Buck变换器占空比。并网逆变控制模块采用直流母线电压瞬时值外环及并网电流瞬时值内环的双环控制策略,通过外环电压PI控制得到指令电流,进而采用PI瞬时电流控制经逆变器和LCL型滤波器得到并网输出电流。仿真实验波形表明,MPPT控制模块能够快速、稳定地跟踪最大功率。逆变器输出符合并网要求,控制效果具有较好的稳定性和动态特性。     

基于占空比干扰观测法的MPPT控制

为解决光伏并网发电系统非线性和时变性导致的光伏阵列最大功率点偏移问题,提出了一种基于占空比干扰观测法最大功率跟踪控制算法.基于对光伏阵列等效电路的研究,确定了光伏阵列何时能够获得最大功率,并分析了当外界环境变化时最大功率点的跟踪过程;研究了光伏并网发电系统的结构,确定了最大功率点跟踪的实现方式;最后分析了基于占空比干扰观测法最大功率点跟踪控制原理,并在Matlab环境下进行了仿真研究.结果表明该方法比基于占空比恒电压最大功率点跟踪法具有更强的抗干扰能力,并且其控制结构简单,非常适合工程应用.     

基于准Z源逆变器的光伏并网控制

针对光伏电池工作时受光照强度、环境温度影响而导致输出电压具有较大波动性这一问题,构建了一种基于准Z源逆变器的光伏并网系统,并采用两级自然坐标控制,通过调节准Z源逆变器的直通占空比来控制直流侧电压稳定;同时,在abc自然坐标下实现对准Z源逆变器的有功和无功的独立控制,避免了参数不准确导致的电流解耦不彻底。对运行中出现的光伏电源输出波动进行的仿真和dSPACE实时控制实验表明,采用该控制策略的基于准Z源逆变器的光伏并网系统能有效抑制光伏电池输出电压波动对并网的影响,向电网输入更高质量的电能。