光储式电动汽车充电站直流微网运行控制策略研究

针对光储式电动汽车充电站直流微网运行中面临的光伏发电、电动汽车充电的随机性波动问题,提出了一种基于光伏电池最大功率跟踪、储能电池充放电及系统并网控制的运行策略,有效提高了系统运行的稳定性与鲁棒性.该控制策略采用扰动观察法对光伏最大功率点跟踪控制,以有效提高光伏发电的利用率.同时采用双向DC/DC变换器对电池充放电状态进行控制,并基于双向AC/DC变换器对直流微电网与大电网能量的双向流动进行控制.为验证该控制策略的有效性,建立微网模型进行仿真实验.结果 表明,该控制策略能够明显提高微网直流母线电压的稳定和光伏发电的利用率.     

光储交直流混合孤岛微网控制策略研究

针对现有的微网功率管理通常需要复杂编程来实现,提出一种无需复杂编程的综合控制策略来实现光储交直流孤岛微网的协调控制。在考虑储能荷电状态和直流母线参考电压偏差量越限的情况下,在前级结构中构建多回路功率控制策略,将越上限的储能荷电状态或直流母线参考电压偏差量反馈到光伏功率控制器中,使得光伏控制器偏离最大功率运行点,同时调整光伏输出的参考电压,进而防止储能荷电状态超过设定的上限或直流母线电压骤然上升。反之将越下限的储能荷电状态或直流母线参考电压偏差量反馈到需求响应侧发送切除直流负载命令,防止荷电状态超过设定的下限和直流母线电压骤然下降,从而实现了系统前级功率平衡并运行在安全范围内。另外,微网后级的逆变器采用主从控制模式,主逆变器采用虚拟同步发电机控制策略,实现对系统电压频率的控制及负荷的跟随;从逆变器采用恒功率控制策略为后级提供期望的功率需求。MATLAB/Simulink仿真结果表明:前级多回路功率控制策略与后级基于虚拟同步机的主从控制策略相联动,确保了所提混合微网在不同工况下能协调光伏功率和储能功率平衡,并使微网系统能稳定可靠运行。     

基于超级电容储能的光伏并网低电压穿越研究

采用超级电容储能配合光伏并网系统实现其低电压穿越功能,在电网电压跌落时,并网逆变器直接功率控制(DPC)的有功参考根据电网电压跌落程度进行给定,同时通过控制双向DC/DC变换器将直流母线侧多余能量存储于超级电容,以平衡逆变器两侧的功率,维持直流母线电压稳定.最后通过仿真验证了采用超级电容储能的协调控制方案的有效性和可行性.     

基于无功功率和储能平衡的配网馈线电压控制

针对屋顶光伏发电系统接入低压配电馈线引起的配网电压不稳定问题,在满足低压馈线的电压波动机理的前提下,考虑配网线路容量和逆变器容量不变的特性,提出一种无功、有功、储能三者相结合的控制方法,以防止低压馈线电压失稳的现象发生。该策略首先利用光伏逆变器自身的剩余容量吸收无功功率,在一定程度上改善配网馈线的电压分布,然后运用有功控制得出每个光伏系统的功率输出。研究结果表明:在过电压情况下,可将多余功率通过光伏发电系统自身的蓄电池储能吸收,于高负载需求或夜间电压跌落时将储能释放,提高电网对新能源的消纳能力和新能源的输出功率;新型无功、有功、储能三者协同的功率优化方案不仅具有使馈线电压平衡的能力,而且具有更高的光伏利用效率,适用于未来大规模光伏接入配网的环境。     

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．     

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.     

储能型准Z源光伏发电系统级联模型预测控制

针对传统有限集模型预测控制(FCS-MPC)存在权重因子整定繁琐的问题,提出一种级联模型预测控制(SMPC)策略,实现了电池储能型准Z源逆变器(BES-qZSI)光伏并网系统的无权重因子模型预测控制.首先,建立了三相BES-qZSI光伏并网系统的离散化状态空间模型;其次,采用分层优化建立了级联的电抗器电流价值函数、并网电流价值函数和开关频率约束价值函数,通过对其逐级评估寻求最优开关状态,从而避免了传统FCS-MPC所需的综合价值函数及其权重因子,使得控制器设计大为简化.此外,将光伏电池的最大功率点跟踪(MPPT)与电抗器电流控制结合,将储能电池荷电状态(SOC)管理与其过流保护结合,进一步简化了控制结构,改善了控制性能.研究结果表明:SMPC策略控制的BES-qZSI光伏并网系统的控制器不仅设计简化,而且展现了良好的动、静态性能.     

含源网络中复合储能式电力电子变压器的协调控制

因电力电子变压器（PET）自身难以应对电网电压的跌落或中断,为提升含源网络中PET低压直流侧的电能质量,文中拟将多类型复合储能系统的多端口DC / DC变换器与光伏系统相结合、以应用于工程实践。文中首先对多端口蓄电池采用能量流均衡控制进行优化,使各荷电状态接近同一值。后引入超级电容补偿负荷突变时的高频分量,减小充放电对蓄电池的冲击。再采用功率分配型控制对光伏系统进行并网,与复合储能系统进行协调控制,从而快速有效调节功率,对系统的稳定性进行优化。仿真结果表明,光储协调控制能提高PET的功率补偿能力以及对新能源的消纳能力,验证了光储系统应用在低压直流侧的有效性,提高了系统的可靠性和稳定性。     

具有有功功率自备用能力的光伏系统虚拟同步控制研究

虚拟同步机技术以模拟传统同步发电机组机电暂态特性的控制方式,使光伏并网逆变器具有同步机组的惯量、阻尼、频率和电压调整等运行外特性.然而传统光伏虚拟同步技术需要依靠外加储能系统,才能实现虚拟同步动态响应,这将大幅增加光伏并网系统的建设成本.针对此问题,提出一种降功率虚拟同步控制策略,利用光伏出力的非线性特点,通过适当降低...     

神经网络控制算法在光伏并网逆变器控制中的应用

针对太阳能光伏发电并网逆变器的特点,分析了传统PID控制方法的局限性,详细介绍了基于BP神经网络整定的PID控制系统的设计方法,编写了光伏发电并网逆变器控制程序,并进行了计算机仿真实验.仿真结果证明,基于BP神经网络PID控制的光伏并网逆变系统具有抗干扰能力强、并网电流正弦波波形质量好等特点,完全能够实现与电网电压同频同相.     

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。     

基于MPC的多源孤岛微电网协调控制

含有多种分布式电源(DG)的微电网在孤岛运行时,DG出力的随机性以及负荷的波动性对系统的安全稳定运行带来了巨大挑战。针对含有柴油发电机、光伏发电单元和储能单元的孤岛微电网,提出了各分布式电源的协调控制策略,光伏发电单元采用最大功率跟踪控制以最大限度利用太阳能,储能单元与柴油发电机协调控制以提高系统运行的稳定性。采用模型预测控制策略(MPC)实现并网逆变器的内环电流控制,避免了繁琐的PI参数整定以及PWM调制器的使用,提高了控制器的动静态性能。仿真结果验证了所提控制策略的有效性与可行性。     

基于VSG的附加阻尼控制及其在光储并网系统中的应用

大规模光伏就近接入系统后,将导致系统的惯性整体下降,在系统遭受扰动后降低其稳定裕度,极端情况下出现功率振荡。将基于虚拟同步的附加阻尼控制策略应用于光储并网系统中。首先,建立光储并网的小信号模型,分析系统的阻尼特性;其次,在光储逆变侧采用基于虚拟同步发电机(virtual synchronous generator, VSG)的附加阻尼控制,并通过小信号模型分析了附加阻尼控制对系统频率振荡的影响;再次,在PSCAD/EMTDC环境中建立光储并网系统仿真模型,与传统控制策略进行对比,结果验证了所提附加阻尼控制的有效性和正确性。     

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。     

光储充一体化充电站的建模与仿真

基于电力系统仿真软件建立某在建光储充一体化充电站的仿真模型,采用静止无功补偿器（static var compensator,SVC）对配电网进行补偿,抑制光储充一体化充电站并网时造成的电网电压波动。研究结果表明,所建立的仿真模型在最大功率点跟踪控制策略下,不仅能够实现光储充一体化充电站的基本功能,实现系统充放电的稳定性,且通过SVC补偿后,电网母线电压有效值的波动从227%降至43%。说明SVC对光储充一体化充电站并网时的电压波动具有良好的抑制效果,所设计的系统模型是合理、有效和稳定的。     

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.     

无功动态补偿的光储微电网并网控制

针对由用户侧无功负荷变化导致的光储微电网并网点电能质量变差的问题,同时为降低系统复杂度,提出一种自然坐标系下无功动态补偿的光储微电网并网控制策略。该策略以蓄电池的荷电状态切换变流器的控制方法来维持直流母线电压的稳定。针对不同的工况条件设计了两种具有无功动态补偿功能的并网逆变器功率控制策略,实现并网点电压的稳定,同时,在自然坐标系下实现了并网逆变器有功、无功功率的独立控制,省去了坐标变换和电网相位检测。实验结果表明,所提出的控制策略可以实现光储微电网系统功率的平稳有效流动,达到无功补偿的目的,且具有较好的动态响应。     

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.     

基于模糊PI控制的双级式储能变流器运行特性仿真分析

针对储能变流器不同工作模式切换过程中母线电压波动大、并网谐波含量高等问题，研究一种由双向DC/DC变流器和双向PWM变流器构成的双级式储能变流器（PCS），分析了其电路模型与工作原理.在双向DC/DC变流器控制系统的电压外环处设置模糊PI控制器来减小充放电切换过程中的电压波动.利用Matlab/Simulink软件建立了双级式储能变流器仿真模型，对恒功率控制模式下的运行特性进行仿真.仿真结果表明：系统能实现充放电控制的无缝切换，同时直流母线电压更平稳，网侧电流谐波含量减少.     

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．