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。     

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%.     

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.     

具有MPPT功能的光伏系统仿真

光伏发电受制于太阳能电池较低的转换效率,使得其最大功率点的跟踪,成为提高光伏发电效率的关键。通过对太阳能电池等效电路和输出特性的分析以及对最大功率点跟踪原理的研究,利用 Matlab/Simulink,并结合Boost 电路,构建了通用型的光伏系统仿真模型。该仿真模型采用扰动观测法跟踪太阳能电池最大功率,并对太阳能电池在环境温度、日照强度固定及动态变化情况下的最大功率点跟踪进行了仿真测试,测试当两者同时变化时,日照强度变化对太阳能电池输出功率的最大值影响比较大,其中当日照强度增大200,W/m2时其输出最大功率增幅达28%。仿真结果表明,该模型能够准确迅速地对太阳能电池的最大功率点进行跟踪。     

基于DSP锁相技术的光伏并网逆变器控制

在太阳能光伏并网发电系统中，为了向电网提供最大的功率，要求并网逆变器输出电流与电网电压同频同相。为此，本文针对光伏并网逆变器提出了一种基于TMS320LF2407芯片的锁相控制方法，并给出了详细的设计思路，该方法简单实用，主要由软件编程实现，实验结果显示该方法具有很好的控制效果。     

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。     

光伏发电接入电网在我国的适用性及存在问题的探讨

以太阳能光伏发电为例阐述了其接入电网的理论和技术。介绍了以太阳能光伏发电的最大功率跟踪技术解决功率输出不稳定的问题,以太阳能光伏发电并网控制方法和策略解决其并网控制的技术问题。说明了时太阳能光伏发电系统电网接入的保护问题和如何应对孤岛问题,并针对我国的情况进行了适用性分析。     

基于MATLAB的单相光伏并网逆变系统的设计

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先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．仿真争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．     

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.     

光伏并网功率调节系统的输出电流无静差跟踪控制

 逆变器输出电流的跟踪控制是光伏并网功率调节（PVPC）系统的重点,首先对三相PVPC进行数学建模并分析其动态结构,引出电网电压扰动的前馈补偿策略。然后进一步简化系统的电流闭环,分析PI控制校正技术后,引入无静差的电流跟踪技术,使得系统电流输出实时跟踪并网指令电流,电网电压的扰动影响为零。最后,为了验证提出的控制方案,进行了仿真实验与实验室样机实验,表明了方案的合理性、可靠性和实用性。     

无功动态补偿的光储发电系统并网控制方案

配电系统中的光储发电系统往往在用户侧直接并网,而用户侧的无功负荷变化会引起并网点的电压波动.为了实现并网点电压的稳定,提出了一种具有无功动态补偿能力的光储发电系统并网控制方案.该方案通过派克变换达到有功、无功功率独立控制的目的,一方面控制蓄电池充放电,在光照变化的情况下实现光储发电系统的稳定有功输出;另一方面利用逆变电路的无功补偿能力,控制调节其对无功负荷的供给,使得大电网提供的无功功率为恒定值,从而保证在无功负荷变化的情况下并网点的电压稳定.这种方案在不增加任何附加设备和复杂度的情况下,简单可靠地实现了光储发电系统的稳定有功功率输出和并网电压稳定的双重控制目标.理论研究和仿真测试均验证了新型并网控制方案的有效性和优越性.     

光伏并网逆变器电流线性调节器研究进展

 光伏并网逆变器是光伏电源与电网连接的电能转换与控制设备, 对并网点电能质量控制起着关键作用。目前光伏并网逆变器中电流控制策略众多, 调节器种类繁多, 各种调节器从结构、实现手段及控制效果上相差较大。本文针对光伏并网逆变器直接电流控制策略的线性调节器(主要包括比例积分、比例谐振、无差拍调节器)进行比较, 分别从算法优缺点、实现容易程度、实时性、稳态误差等进行评价, 探讨3 类调节器未来的研究和发展方向。     

直流逆变分布式电源降阶模型及小扰动稳定分析

分布式电源类型及控制方式多样,致使含多种分布式电源的小扰动机电暂态分析的电网模型复杂,分析难度加大.针对应用较广的光伏和燃料电池两种分布式电源,在对其全阶状态空间模型的特征分析和电池动特性时间尺度分析的基础上,提出了前馈解耦控制下考虑电池U-I外特性和逆变控制系统动特性的光伏发电系统降阶模型和忽略逆变系统快动态特性的燃料电池降阶模型,并应用于4机2区域系统并网小扰动分析.研究结果表明:直流DG并网主要通过改变系统潮流及平衡点影响系统阻尼特性;直流DG出力增加时,与采用降低出力增加旋转备用运行方式的常规机组强相关的模式阻尼特性会呈现增大的趋势.     

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．     

储能型光伏系统电池容量优化配置及经济性分析

独立型光储微电网作为光伏应用的有效形式得到了广泛的使用,其中系统的经济性优劣主要依赖储能的类型和配置调控方案。基于此,根据独立光伏系统的建模思想,在给定负荷变化规律的前提下,以最大化利用光伏输出能量为目标,建立光伏能量最大化利用模型,将光伏发电单元和储能单元作为整体进行容量优化配置。通过算例分析,获得目前较为典型的5种储能电池和光伏容量的优化配置结果,在此基础上,为使系统经济性最优,进一步引入年均成本为目标并建立相应模型,得到了5种电池和混合储能电池的经济对比分析结果,最后对5种电池对应的放电时间、循环效率和寿命进行了敏感性分析。结果表明,在同等配置条件且满足项目指标的要求下,能量型铅酸电池和功率型铅酸电池组成的混合电池具有更好的经济性,其次为钠硫电池和铁锂电池,全钒液流电池成本最高。