用于光伏并网的组合级联式功率转换系统复合功率控制策略研究

根据光伏电站并网要求,分析了HC-PCS拓扑结构及特点,提出HC-PCS对光伏电站有功与无功综合补偿的复合功率控制策略.该复合控制策略兼顾光伏电站的有功平滑和电压稳定需求来确定HC-PCS的输出电流参考值,对HC-PCS输出有功与无功补偿进行协调控制,同时附加变化率控制,充分利用其快速功率调节特性,并且对电池充放电进行保护.对所提出的控制策略进行了仿真验证,结果表明,基于电池储能的HC-PCS可有效改善光伏电站并网特性,有助于提高光伏电站的低电压穿越能力,并对电网提供一定的动态无功支撑.     

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。     

光伏并网发电系统最大功率输出控制研究

针对光伏并网发电系统功率输出低的问题,提出从优化最大功率点跟踪和并网控制2个方面综合考虑的方案。对于光伏阵列的最大功率输出,提出一种改进的模拟退火-粒子群优化算法(PSO-SA);对于并网功率控制,提出多参数逆变器复合控制以及直流侧电压和幅值稳定的控制策略,通过Matlab/Simulik软件搭建相关模型并进行仿真。研究结果表明:模拟退火-粒子群优化算法(PSO-SA)能够解决遮荫情况下全局最大功率点跟踪问题,避免光伏阵列陷入局部最大功率点,减少光电转换系统的能量损失;多参数逆变器复合控制以及直流侧电压和幅值稳定的控制策略能实现光伏并网发电最大功率稳定输出,使能源利用率最高。仿真结果验证了这些方案的可行性和有效性。     

单相光伏并网逆变器直流注入抑制策略

直流注入抑制是无变压器非隔离型光伏并网发电系统的技术挑战之一。IEEE Std.929-2000规定直流注入必须小于系统额定电流的0.5%.针对这一问题,从控制理论和拓扑结构角度出发,分别提出了基于电网电压前馈的检测反馈控制策略和新型拓扑结构的虚拟电容控制方法,给出了两种控制策略的控制框图。通过Matlab/Simulink仿真软件搭建了系统仿真平台,分别对未加入直流注入抑制策略以及本文提出的两种控制策略进行了仿真研究。仿真结果表明提出的两种控制策略能够有效抑制直流分量注入,与电网电压前馈的检测反馈控制策略相比,采用新型拓扑结构的虚拟电容控制时具有输出电流THD低,电能质量好的优势,仿真结果验证了研究控制算法的有效性和可行性。     

光伏发电系统光伏并网逆变器控制策略研究

对光伏发电系统并网控制策略进行了研究,提出了无电网电压传感器的电压定向直接功率控制策略,并进行了仿真研究。仿真结果表明,该控制策略能够使系统输出电流与电网电压频率和相位均相同,实现了整个并网控制的运行,系统运行稳定。     

大型光伏电站直流升压汇集接入系统建模与数字仿真

以大型光伏电站为主要研究对象,针对性地研究其汇集系统.通过分析多种现有光伏电站换流器接线方式的优缺点,提出一种新型的大型光伏电站直流升压汇集系统拓扑;建立基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)技术的高变比DC/DC换流器和DC/AC换流器拓扑,并对大型光伏直流升压汇集接入系统进行建模及数字仿真;基于系统直流侧故障的原理和模型短路故障状态,比较、分析仿真结果,总结出故障特性.研究成果可为直流升压汇集系统新型设计及基于MMC的多类型换流器控制提供参考与借鉴.     

分布式发电系统并网逆变器输出功率的自适应控制

针对分布式发电系统中三相电压源型PWM并网逆变器控制问题,考虑滤波电感及其寄生电阻在实际中会发生不确定变化的情况以及外部干扰的存在,提出了并网逆变器输出功率的自适应控制方案,通过控制逆变器输出电流实现对输出功率有功和无功分量的解耦控制,实现了并网系统单位功率因数运行,同时保证直流母线电压的平稳。理论分析和仿真结果证明了所采取的控制策略的可行性和有效性。     

一种电压型并网逆变器的拓扑和控制策略

提出并网逆变器主电路拓扑结构.给出了并网逆变器的控制策略,分析了电压空间矢量控制原理及实现方法.在MATLAB环境下对SVPWM控制的逆变器系统进行了仿真,仿真结果验证了方案的可行性.     

户用型微电网单相并网逆变器控制策略研究

文中针对所设计的户用型微电网基本结构及能量管理要求,对微电网中的单相并网逆变器并网运行控制策略进行研究。构建了虚拟电网电压(电流)u_β(i_β),该虚拟电压(电流)与电网电压(电流)u_α(i_a)正交。借鉴三相并网逆变器矢量控制实现机理,对单相并网逆变器实施空间矢量脉冲宽度调制控制,提出直流母线电压、有功电流双闭环控制策略,实现并网逆变器输出有功功率P与无功功率Q的解耦控制。仿真结果验证所提出的控制策略实现了预期控制目标。     

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。     

基于改进MPPT算法的单级式光伏并网系统

为了克服传统两级式光伏并网系统在设备体积、成本和控制复杂度上均存在的不足,提出了一种无直流稳压环节的新型单级式光伏并网系统电路拓扑和适用于此拓扑的电压变化速度受限的最大功率点控制算法(VVSL-MPPT)。使用仿真和实验的方法,对系统的性能进行了验证。实验样机实现连续工作10h的稳定运行,输出稳定在系统最大功率点,并于14:00:00左右达到全天峰值。结果表明,在此算法控制下,系统可稳定追踪最大功率点,并对光照突变等恶劣情况,有较强的适应能力。     

单相光伏并网逆变器控制策略的仿真

本文针对小型光伏并网装置,提出了一种新的控制策略.对单相太阳能光伏并网系统的工作原理进行了分析,建立了光伏并网系统的数学模型,由于锁相环技术可以使逆变器输出的电流与电网电压基本同频同相,电网电压前馈可以抵消电网对光伏并网系统的影响,从而提出了基于锁相环技术和电压前馈控制相结合的复合控制策略.在Matlab/Simulink环境下建立了系统仿真模型,并分别采取了不同的控制策略进行仿真.结果表明,文中提出的控制策略可以使光伏并网系统输出更好的并网电流波形,降低总谐波畸变率.     

基于同步矢量电流比例-积分控制器的光伏并网系统

太阳能是一种丰富干净的可再生性能源,研究可靠的光伏并网发电系统控制策略非常重要。该文分析了光伏阵列特性、光伏电源与交流电源之间功率流动特征,提出了改进常压法与同步矢量电流比例-积分(PI)调节器控制的空间矢量脉宽调制(SVPWM)调制方法相结合的单级式光伏并网系统,使电压源型光伏并网逆变器输出电流完全与电网电压相位一致,向电网输送的电能质量符合IEEE929-2000标准要求。仿真与实验结果一致,表明了所提出的控制方案具有良好的动态和稳态性能。     

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。     

电源嵌入式开关电感Z源并网逆变器设计

Z源逆变器能够克服升压与逆变不兼容的缺点,但其升压能力却受逆变电路中调制因子的限制,不能充分发挥其优势。而现有改进技术在提高升压的同时,相应的增加了器件的耐压等级与成本,针对这一不足,通过结合电源嵌入式的改进思路,提出了一种具有高增益、高容错性能的电源嵌入式开关电感Z源逆变器拓扑。与Z源逆变器相比,不仅升压能力得到大幅提高,还具有更加严格的对称结构,并且降低了电容应力与启动时的冲击电流,从而减小了逆变器的成本和体积。除此之外,还可在光伏发电系统中运行于单电源开路、短路以及双电源电压不平衡等工况中。最后搭建了其光伏并网仿真模型,并在StarSim HIL实验平台进行了验证,实验结果验证了逆变器的正确性与可实现性,能够更有效地完成并网逆变工作。     

三相光伏并网逆变器控制及其反孤岛效应

文章论述了三相光伏并网逆变器的控制系统设计及反孤岛效应策略。系统通过双闭环控制实现了并网逆变器的单位功率因数运行;对电流内环采用固定开关频率PWM控制方法,有利于滤波的设计和控制算法的实现;通过对电流内环和电压外环的典型系统设计,满足了电流跟踪的快速性要求和直流电压的抗扰性要求,结果证明了方案的合理性。     

顺时电流法的单相光伏并网发电系统

针对普通单相两级式光伏并网发电系统中工频变压器体积庞大的缺点,采用交错并联双管正激变换器实现了DC—DC变换的高频化。利用电导增量法实现最大功率点跟踪,减少了整机的体积,增强了系统的可靠性。逆变器控制采用瞬时电感电流和输出电流的反馈达到了输出的单位功率因数。仿真和实验结果表明,该系统能够实现最大功率点跟踪和有效并网发电,整机效率达95．6％。     

新颖单相光伏并网逆变系统的仿真研究

针对小功率光伏并网发电系统,提出一种基于数字信号处理器控制的新颖单相光伏并网逆变系统的设计。根据系统的结构和控制原理,设计出最大功率跟踪算法和锁相环的软件设计流程图。仿真和实验的结果表明,并网电流与电网电压基本同频同相,并网系统的功率因数近似为1,完全满足设计的要求。     

Application of Dynamic Voltage Restorer in Fault Ride-Through of Grid-Connected Photovoltaic Storage System

Problems in power quality such as temporary drops in grid voltage and flickers have been caught attention with the increasing capacity of the new energy grid-connected systems, such as photovoltaic(PV) and photovoltaic storage. To solve these problems, a dynamic voltage restorer(DVR) for fault ride-through of photovoltaic energy storage systems is presented. We select the appropriate DVR topology and compensation strategy for PV energy storage systems which are used as energy supply equipment for DVR. It proves to be energy-saving and solves the instability of photovoltaic output effectively. The intelligent algorithm that optimized the controller parameter of dynamic voltage restorer is used and the effectiveness of the controller strategy proposed has been assessed by time-domain simulations in the MATLAB/Simulink platform.