大规模光伏发电并网对互联电力系统阻尼特性的影响及其阻尼控制策略

针对未来大规模光伏发电系统并网对互联电力系统安全稳定性可能造成的影响,从系统阻尼特性角度展开详细研究。首先建立了适用于稳定分析的光伏发电系统的动态模型,然后搭建了含光伏发电系统的IEEE16机68节点测试系统,采用特征值分析法和模态分析法,研究了光伏发电的不同接入位置以及不同渗透率对互联电力系统阻尼特性造成的影响。结果表明:光伏发电系统不直接参与系统机电振荡,而主要通过对系统潮流的影响改变系统阻尼,并且由于阻尼控制环节的缺失可能对系统阻尼产生一定的负面影响;文中提出的光伏发电系统的阻尼控制策略可有效地抑制该负面影响,进一步提升了互联电力系统对光伏并网的接纳能力。     

带有MPPT功能的光伏矩阵仿真模型

基于光伏矩阵的物理特性,在Simulink仿真环境下,设计带有最大功率跟踪技术MPPT仿真算法的光伏矩阵仿真模型,应用于实际的单相光伏并网系统．测试数据表明,仿真模型可以模拟任意参数的光伏阵列、动态跟踪光照强度、环境温度的变化,为光伏发电系统动态仿真提供良好设计平台．     

电力系统动态等值中励磁系统参数聚合方法对比研究

为了减少计算量,提高分析速度,对励磁系统进行动态等值时,可采用统一的降阶标准传递函数作为等值励磁系统模型.分别使用加权平均法、离散时间最小二乘法和分段线性多项式函数(PLPF)法确定了等值励磁系统模型的参数,并将遗传算法引入等值励磁系统模型的参数辨识.重点对比了几种励磁系统聚合方法,归纳出各种方法的差异及优缺点.仿真算例表明,离散时间最小二乘法性能较好.     

静止无功补偿器在光伏发电系统电压稳定中的应用

为了增加并网光伏发电系统连接地区电网暂态电压的稳定性,基于MATLAB平台搭建了单级式并网光伏发电系统与TCR＋FC型静止无功补偿器（SVC）模型．通过设置电网侧发生各种类型故障,仿真分析比较SVC投入前后故障点暂态电压恢复特性．结果表明,所建立的模型实用且有效,SVC在电网故障时起到动态支撑电压的作用,大大减小了并网光伏发电系统脱网的概率．为并网光伏发电系统的稳定运行提供了保障．     

城轨柔性直流牵引供电系统光伏发电并入方式研究

针对城市轨道交通光伏发电功率并网问题,开展城轨柔性直流牵引供电系统光伏发电接入方式研究.基于柔性直流牵引供电系统结构,分析了光伏发电功率不同接入方式及其特点,建立了光伏接入柔性直流牵引供电系统情况下系统动态运行仿真模型,进行了多列车动态运行时光伏发电功率接入的仿真分析,阐明了光伏接入柔性直流牵引供电系统后潮流参数的变化规律及节能效果.研究结果表明,光伏发电并入城轨柔性直流牵引供电系统的功率会优先被附近列车吸收,有效降低了双向变流机组从交流电网吸收的能量,提高了系统运行的经济性.     

基于改进差分进化算法的估计等值法

为解决现有的用于电力系统在线安全分析的估计等值法精度低、收敛性弱的问题,给出了较精细的等值发电机加综合负荷的等值系统模型,以提高等值精度,并提出了基于差分进化(DE)算法的等值系统参数辨识策略.为解决DE存在的早熟收敛问题,构造变异方式不同的两个差分进化群,两群并行进化且定时交换信息,以增加种群的多样性,改善算法的收敛性.仿真结果表明:改进的双群体DE算法有效解决了等值系统的参数辨识问题,算法简单、收敛快,辨识的参数精度高、鲁棒性好;所建立的等值系统模型更符合电网实际,等值后外部系统的动态特性基本被保留;所提基于改进DE的估计等值法可用于在线大规模外部系统的等值化简.     

离散时间模型预测控制在光伏并网中的研究

针对光伏并网逆变器的工作特性,提出了一种基于SVPWM离散时间模型预测控制（MPC）的光伏并网,构建了一个新型的价值函数,建立了光伏并网系统数学模型．在每个采样周期内,根据预测控制模型,对三相并网逆变器的8个电压矢量进行筛选,得到使价值函数最小的电压矢量,并根据预测算法,计算出电压矢量在下一个采样周期中所作用的时间．通过Matlab／simulink分别对传统的滞环控制以及离散时间模型预测的光伏并网进行了仿真,验证了基于MPC的光伏并网具有更好的动态、静态特性,并网网侧谐波小,实现了旃由电流以及q轴电流的解耦控制,对光伏并网具有一定的意义．     

光伏电站机电暂态实用化等值建模方法

为兼顾光伏电站实际运行特性及大电网全域仿真压力,同时考虑场站级建模实际成本及工程推广,提出一种光伏电站机电暂态实用化等值建模方法。首先基于光伏电站有功功率控制及逆变器低电压穿越试验实测数据,利用最小二乘估计法辨识得到符合实际特性的光伏发电单元关键参数,并在此基础上考虑集电线路等对光伏电站暂态特性的影响,依据光伏电站整场实际运行情况搭建完成场站级详细机电暂态模型;然后基于综合距离指标实现扰动情况下对各光伏方阵的分群聚类,并根据分群结果利用等值前后并网点输出功率不变原则求取集电线路等值参数,由此完成场站级等值模型搭建。最后仿真对比某实际光伏电站等值模型及详细模型运行特性,结果表明所提机电暂态等值建模方法具有较好的准确性和工程实用性。     

基于实时仿真硬件在环的光伏逆变控制器参数辨识

为准确获取光伏逆变控制器参数,在仿真中实现对光伏系统的精确建模,以便正确分析光伏并网系统的动态性能。提出了一种基于实时仿真硬件在环测试的光伏逆变控制器参数辨识方法。该方法采用基于粒子群算法的dq轴参数解耦辨识策略,通过搭建光伏逆变控制器-实时仿真硬件在环测试平台,将测得多种工况下光伏逆变器的响应数据作为实测数据。利用快速原型控制器(rapid prototyping controller, RCP)对所提出辨识策略准确性进行验证后,利用平台对实际控制器进行硬件在环实验,并依据辨识结果在Simulink中建立仿真模型与实测数据对比。结果表明:所提辨识方法正确性及有效性,可以满足电力系统暂态仿真需求。     

单相光伏并网逆变器滞环电流跟踪控制的研究

研究了3 kW.单相光伏发电并网系统的逆变器滞环电流跟踪控制的控制方法.根据滞环电流跟踪控制的原理,利用MATLAB/SMUUNK,建立光伏发电并网系统的控制模型.通过调整系统参数对并网系统进行仿真,得到并网电流和电网电压波形,使得输出功率因数近似为1,并对波形总谐波畸变率进行了分析,使其满足设计要求.最后,对单相光伏并网逆变器的滞环电流跟踪控制系统进行相关实验测试,所测得的实验数据与仿真结果基本符合.     

光伏发电并网面临的问题分析

光伏发电是新型的发电形式,本文对光伏发电并网面临的问题进行了分析。分析了光伏发电系统的特性,研究了光伏系统并入大电网的特点,指出了光伏发电并网面临的主要问题。     

并网光伏发电系统雷电灾害风险评估研究

针对并网光伏发电系统大面积的露天发电区域、密集的汇流线路及高度敏感的控制、逆变设备,借助于现有的雷电灾害风险评估理论、规范,在深入研究并网光伏发电系统损害源、损害类型及损失程度影响因素的基础上,提出了科学、可行的并网光伏发电系统雷电灾害风险评估方法。评估中,针对并网光伏发电系统不同区域等效截收面积互相重叠,发电组件直击雷防护等级不明确等问题,根据电气-几何模型,应用作图法,给出了定量解决方法。     

双边永磁同步直线电机随机模型系统辨识

为解决双边永磁同步直线电机离散传递函数模型参数动态变化、传统方法辨识精度低的问题,提出一种基于随机模型的系统辨识方法,分析运动过程中的系统特性,结合具有随机扰动项的Box-Jenkins模型,辨识动态系统传递函数模型参数。通过注入不同频率逆M序列电流信号,充分激发系统响应,比较分析不同实验条件下的系统辨识结果。选择预报误差法定义平方差代价函数,运用Levenberg Marquardt算法不断迭代优化以获得传递函数模型最优参数。通过对不同采样频率、不同注入电流幅值和不同电机运动速度条件下的系统辨识对比分析,获得最佳辨识模型。结果表明,当采样频率为1000 Hz,注入电流幅值为2.0 A和电机运动速度为50 mm?s-1时,获得最优辨识仿真输出匹配度为94.81%,平方差为7.84×10-4。     

实用光伏模块及MPPT Matlab仿真模型

基于光伏模块的数学模型,通过Matlab仿真建立光伏模块的系统模型及其最大功率点(MPPT)追踪的模型,利用该模型模拟在不同环境和太阳辐射强度的环境下的V-I和P-V特性,及其在不同环境下最大功率点追踪的特性曲线。该模型可直接应用于光伏发电系统的动态仿真,仿真结果证明了其实用性和可行性。     

光伏光照概率性对配电网电压的影响

分布式光伏发电接入配电网后将对配网无功电压特性产生诸多影响.文中建立了基于太阳辐射度Beta分布的分布式光伏发电系统概率模型,考虑太阳辐射度对光伏发电系统出力的影响,模拟了晴天少云、晴朗无云、晴间多云这3种典型天气情况下光伏发电系统的出力变动,得到连续时间断面的概率性光伏出力,依次进行潮流计算,并与恒功率光伏电源模型的潮流计算结果作对比.结合算例仿真,总结分析了光伏并网后对配电网稳态电压分布和电压幅值波动的影响规律,并验证了概率性分布式光伏发电模型相比于传统的恒功率模型更能够反映光伏电源出力的波动性和随机性.     

基于PQ下垂控制的逆变器并联系统仿真研究

针对太阳能光伏发电系统并网的特点,分析基于功率下垂特性的逆变器无连接线并联控制的基本原理,通过对传统PQ法并联控制的下垂特性进行改进,得出一种可用于光伏并网系统的逆变器无连线并联控制方法,并进行MATLAB/Simulink仿真.仿真结果表明,该方法在系统输出滤波器参数变化时,能较好地解决并联系统逆变器模块间的环流问题.     

基于扰动后暂态量的戴维南等值参数辨识方法

针对现有戴维南等值参数辨识算法对等值系统发生扰动时适应能力不强的情况,提出了基于系统扰动后暂态量的戴维南等值参数辨识方法.首先对等值系统扰动下传统等值方法无法辨识戴维南等值参数进行了分析,然后阐明了基于扰动后暂态电压电流信号辨识等值参数的实现原理,利用最小二乘法求出端口电流电压约束关系下微分方程的系数,对比等值网络稳态时的等值参数,从而获得该等值网络暂态状态的戴维南等值参数.通过对简单电路网络和IEEE9节点系统进行仿真分析,结果验证了此方法在等值系统扰动后对戴维南等值参数进行跟踪辨识的可行性和有效性.     

基于滤波器的有源阻尼控制的LCL型光伏并网逆变器

依据LCL型光伏并网逆变器离散域数学模型,从采样频率与LCL滤波器谐振频率之间的关系入手,讨论了小于、等于以及大于临界采样频率的不同频段内系统的稳定性.深入分析在不同的采样频率下,LCL型并网逆变系统产生不稳定的因素,并指出改造系统特性的方法.引入2种不同的数字滤波器分别与比例谐振(PR)控制器构成复合控制器,分别从系统幅值和相位两方面改造系统特性,使整个并网系统在不同的采样频率下保持稳定.仿真与实验结果验证了本文分析结论的正确性.     

55kW集中型光伏并网逆变器运行性能分析

以云南师范大学太阳能并网光伏发电系统为对象,结合光伏产业标准,通过对55kW光伏并网逆变器的运行数据进行实际测量,对该逆变器的效率、电能质量等相关参数做出了分析.分析结果满足用户对掌握逆变器运行性能的要求,可为其他光伏并网逆变器检测分析及应用提供参考.     

两级式三相光伏并网逆变器的控制及仿真研究

光伏并网逆变器作为光伏发电系统的核心部分,其直流侧工作电压必须高于电网峰值电压,故光伏发电系统一般采用Boost+逆变器两级式拓扑结构.以两级式三相光伏并网逆变器为研究对象,分析了其工作原理.前级Boost变换器控制实现MPPT控制;后级DC-AC变换器控制采用电压外环、电流内环双闭环控制,实现直流侧电压稳定和单位功率因数并网.最后在Matlab中搭建了两级式三相光伏并网逆变器的仿真模型,仿真结果表明了控制方法的有效性.