光伏逆变并网系统阻抗建模及其稳定性分析

由于目前并网逆变系统的阻抗建模过程通常忽略了并网逆变器内部的频率耦合效应及其与前级变换器的相互影响,造成稳定分析结果不准确的问题。为此,提出一种考虑频率耦合的组串式光伏逆变并网系统阻抗建模方法。首先,利用模糊控制与PID控制的等效原理拟合出一类模糊MPPT控制的等效传递函数;然后,采用多谐波线性化小信号建模方法建立了一种考虑频率耦合且包含MPPT环节的组串式光伏并网系统整体阻抗模型,并详细分析了直流母线动态对并网逆变系统阻抗特性和稳定性的影响;最后,通过RT-LAB硬件在环仿真实验验证了所提方法的有效性和先进性。结果表明,与非计及频率耦合的阻抗模型相比,考虑频率耦合且包含MPPT环节的阻抗模型更为精确能够更加准确地分析系统的稳定性,并准确预测系统潜在的谐振点。     

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。     

两级式单相光伏并网系统及其仿真研究

以两级式并网逆变系统为控制对象,分析了整体系统的组成,研究了该光伏并网逆变系统的整体控制策略。前级最大功率跟踪(MPPT)通过调节占空比扰动控制算法进行控制;后级采用双环控制和电压前馈瞬时控制方式。应用Simulink平台搭建仿真模型进行实验验证,结果表明,所选控制方式使系统具有较好的稳定性和快速性,实现了逆变输出电流含有较小的总谐波畸变率、并与电网电压同频同相。     

模糊控制的占空比扰动观察法在光伏MPPT中的应用

本文针对传统的光伏发电最大功率点跟踪(MPPT)技术需要检测光伏电池的输出电压、电流两个变量,研究了一种只需检测输出电流实现MPPT的算法。同时,由于传统占空比扰动观察法会使系统在最大功率点附近振荡而造成功率损耗,研究将模糊控制器应用于占空比扰动观察法中。通过理论分析及仿真研究结果表明,新的算法能快速、准确地实现光伏电池MPPT,并减少了系统成本和功率损耗。     

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.     

基于CLC电路的风电谐波提取技术研究

针对风电场并网存在大量谐波影响供电质量的问题,分析单台风机产生的谐波特征,提出了采用CLC电路对变流器逆变侧的谐波提取利用.设计基于无源滤波器原理的三绕组变压器谐波提取电路,谐波经变压器提取后,输出的基波满足用电要求,改善并网电能质量.引入双二阶广义积分锁频环,实现电路频率检测与调整,实时反应谐波扰动,使频率满足并网要求.从理论分析和Matlab运行的结果验证了方法的可操作性和有效性.     

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.     

基于自抗扰控制的单相光伏并网逆变控制器设计

传统的双环PI控制无法满足LCL并网逆变器电流谐波,输出电压扰动大;线性自抗扰技术可以通过线性扩张状态观测器和线性控制律对总扰动进行实时估计和补偿,大大提高并网逆变控制器的性能.为提高系统输出对电网电压扰动的抑制能力和系统的起动性能,引入电网电压前馈控制策略,提出基于自抗扰控制的电网电压前馈控制策略,采用MATLAB软件进行仿真.仿真结果表明,基于线性自抗扰控制下的单相光伏并网控制系统可实现对入网电流的无静差跟踪,提高了系统抑制电网电压扰动的能力,入网电流的总谐波失真小.     

光伏发电最大功率跟踪方法的研究

在分析太阳能电池等效电路模型的基础上,建立了太阳能电池阵列的数学模型,仿真验证了光伏发电系统存在最大功率点.针对传统MPPT控制算法的缺点,提出了固定参数法与扰动观察法相结合、固定参数法和电导增量法相结合、高斯法与扰动观察法相结合的复合MPPT控制算法,较深入地探讨了这些算法的优点及详细实现方案.通过光伏发电MPPT仿真实验,验证了高斯法在最大功率跟踪应用中的有效性.     

光伏系统直流变换器的建模与仿真

从推动光伏产业发展的角度讨论了在我国有发展前景的光伏并网系统电路结构,对多支路、两极式光伏并网发电系统的直流变换器进行了重点研究．在理论分析的基础上,建立了光伏电池、Boost变换器及其MPPT控制模块的仿真模型,对MPPT的主要算法进行了对比仿真,提出在早晚太阳辐射较弱的时间段,提高光能利用率行之有效的措施．仿真结果用于指导光伏系统直流变换器的设计及其控制算法的选择．     

基于电流注入法的光伏电源并网谐波电压畸变分析

通过研究光伏并网对电网电压畸变的影响机理,本文提出了基于电流注入法的电网谐波电压畸变分析方法。建立了光伏并网系统的谐波源模型,将光伏电源等效为谐波电流注入源,推导出光伏谐波注入源与配电网各点谐波电压畸变率的关系式,得出光伏电源接入位置和有功出力对电网谐波电压的影响关系。对含多个光伏电源接入的配电网谐波分布特性和相互影响关系进行了理论分析与仿真,得出光伏电源接入后的谐波分布规律,并验证了本文方法的正确性。     

电流前馈控制的光伏并网和APF统一控制策略

针对光伏并网和有源电力滤波器统一控制策略中,光伏阵列受到太阳辐射等外界环境的突变,导致直流母线中的电压振荡问题,提出一种基于电流前馈控制的光伏并网和APF统一控制策略.该控制策略采用将光伏电流前馈作用于参考电流合成的方法,加速逆变器参考电流的计算速度,提高了注入电网的电流的动态响应,抑制直流母线电压振荡.该系统既实现光伏并网,也能执行APF相关功能,抑制负载的谐波电流,补偿负载无功功率.在不增加成本情况下,提高了系统的抗干扰能力,具有良好的运用前景.     

考虑静止无功补偿器的直驱风电并网系统次同步振荡

近年来频发的风电场次同步振荡事故极大影响了电网的安全稳定运行.考虑到无功补偿设备在风电场中的广泛应用,基于变流器控制的风电场可能会与其发生耦合作用导致系统失稳,故该文研究了考虑静止无功补偿器(SVC)的直驱风电并网系统次同步振荡.首先,基于SVC的时域仿真模型与频率扫描法,分析SVC在次同步频段的阻抗频率特性.进一步建...     

光伏电池阵列改进MPPT控制方法研究

为了提高光伏电池的转换效率,基于光伏阵列的数学模型,针对传统的定步长扰动观察法实现最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)时,存在的振荡现象和误判现象,提出了一种改进的变步长与功率预测相结合的扰动观察法.通过采用近似梯度法替代最优梯度法,并对外界环境发生变化时,采用功率预测的方法对多条特性曲线进行预估,来消除震荡和误判问题.本文给出了该方法的理论推导和Matlab仿真实现流程图.仿真结果表明,该方法能够显著提高MPPT的跟踪精度和速度.     

具有光伏并网发电功能的有源滤波器研究

根据有源电力滤波器与三相光伏并网发电的工作原理,设计一种具备光伏并网发电功能的有源电力滤波器.采用箕舌线变步长LMS谐波检测合成方法对光伏并网指令信号进行合并和谐波信号检测,采用广义比例积分控制和快速重复控制算法串联的方式,控制系统的响应能力变快,最大功率点跟踪控制方式采用变步长扰动观测法,通过Matlab/Simulink对系统建模仿真分析,验证该系统的正确性和可行性.     

光伏系统两种最大功率跟踪方法比较及并网仿真

针对目前光伏系统元件仿真存在的稳定性问题,通过对光伏电池输入输出特性及等效电路进行分析,使用传递函数建立了两级式光伏并网发电系统的数学模型,其中包括电流输入型光伏电池、直流升压电路和逆变电路,并在Matlab/Simulink环境下建立了仿真模型。利用该模型可以模拟任意光照强度和温度下光伏电池的输入输出特性。对电流扰动法和电导增量法两种最大功率跟踪(MPPT)方法进行了仿真对比,总结了两种方法的优缺点及适用场合。使用该模型实现了光伏电池逆变并网仿真。     

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．     

基于频域分析和低通滤波的光伏并网逆变器谐振抑制研究

为了抑制光伏并网系统中的谐波谐振,本文提出了一种逆变器低通滤波控制策略。首先分析了LCL型光伏并网逆变器的频域特性,其次建立了单个光伏和多个光伏并网的诺顿等效模型,最后研究了不同并联台数情况下逆变器谐波谐振特性和多并网逆变器相互间的耦合关系。通过SIMULINK仿真验证,证明了该方法对谐波谐振具有良好的抑制效果。     

基于二次调频的孤岛微网自适应旋转惯量控制策略

传统的虚拟同步发电机(VSG)控制策略中引入同步发电机(SG)的旋转惯量和阻尼系数,解决了大规模分布式能源接入微网时缺少惯性的问题,然而固定的旋转惯量无法兼顾负荷扰动下功率振荡及频率波动.针对这一问题,提出一种基于二次调频的旋转惯量自适应控制策略,增强系统惯性,实现功率和频率的实时动态调节.首先,借鉴SG的外特性建立VSG的数学模型,分析孤岛模式下不同旋转惯量对系统动态响应的影响;然后,在旋转惯量控制中引入角频率偏移量和变化率形成自适应惯量控制,减少系统在负荷扰动时的超调量和振荡时间,并分析重要参数对系统稳定性的影响;最后,通过Matlab/Simulink仿真软件,将其与传统VSG控制策略进行对比分析,验证了所提新型VSG控制策略的可行性和优越性.