分布式光伏发电系统设计

分布式光伏发电是一种新型的具有广阔发展前景的能源综合利用方式.对分布式光伏发电系统、光伏组件 选择、逆变器选择进行分析,并给出分布式光伏发电的典型设计方案.     

微电网光伏发电系统控制与稳定性研究

在分析光伏电池原理及最大功率跟踪基础上,分析了含光伏发电系统的微电网模型。对光伏系统控制采用的是两级式控制,前级Boost DC/DC实现光伏阵列最大功率跟踪控制以稳定直流母线电压,并可升高电压以满足后级逆变器需要。后级为DC/AC逆变器,对逆变器采用V/f控制策略,此控制策略用以保证微电网的频率电压的稳定性。在Matlab/Simulink平台搭建含光伏发电系统的微电网仿真模型,分别对在并网运行时改变光照和在孤岛运行时改变负荷进行仿真,验证控制策略能够保证光伏发电系统的稳定运行。     

光伏集群逆变器的谐振机理及抑制技术研究

光伏集群式发电能够提高光伏电站的发电效率,但是光伏集群逆变器并网后会产生谐振,影响电力系统安全稳定运行。为了保证电网供电可靠性,研究了光伏集群系统的谐振产生机理,并对谐振特性进行分析,提出了电容电流前馈与逆变器侧电流反馈控制和RC型全局谐振抑制相结合的控制策略,对光伏集群系统进行谐振抑制。通过仿真和实验验证控制方法的有效性,实验结果表明谐振可以被有效抑制,光伏集群系统可以安全稳定地接入电网,保证供电可靠性。     

组串式光伏发电系统直流侧可变拓扑及多目标控制策略

针对常规光伏发电系统低光照下发电效率低、谐波含量高等问题,提出一种光伏发电直流侧可变拓扑结构及多目标控制方法,旨在提高光伏系统运行性能。建立了以光伏系统损耗最小和电流谐波畸变最小为目标的多目标函数。控制器控制跨桥开关切换逆变器运行台数在一台到多台之间转换,使目标函数最小,能够有效提高光伏并网逆变器输出利用率,降低逆变器输出电流谐波含量。将常规光伏发电方式与该文策略发电方式实验数据进行对比,验证该文策略的有效性。     

中国电力科学研究院完成世界最大容量光伏逆变器并网性能测试

2012年12月25日,中国电力科学研究院国家能源太阳能发电研发（实验）中心在世界范围内首次成功完成单机1．25MW光伏逆变器并网性能测试。此次测试有助于提升国内兆瓦级光伏逆变器的研发制造能力,保障大型光伏逆变器入网后的电网安全稳定运行。     

基于t-SNE流形学习与快速聚类算法的光伏逆变器故障预测技术

光伏逆变器作为太阳能光伏发电系统的关键设备,其健康状态直接影响电力系统的安全与稳定。提出了一种基于t-SNE流形学习与快速聚类算法的光伏逆变器故障预测技术,将光伏逆变器集群的历史监测信号作为原始特征库,采用t-SNE降维算法提取光伏逆变器集群的主特征矩阵,基于快速聚类算法搜寻每一采样时刻的聚类中心光伏逆变器,分别计算每台逆变器在各个采样时刻的偏心距离,得到归一化的累积偏心距离矩阵,通过合理设定预警阈值,从而实现光伏逆变器故障的准确预测。最后基于设计开发的分布式光伏发电监控系统,利用采集的光伏逆变器集群的历史运行数据对算法进行了测试。结果表明,提出的光伏逆变器故障预测技术能够提前准确地预测光伏逆变器故障,有助于保障设备健康平稳运行。     

光伏发电系统运行模式无缝切换控制策略

传统独立光伏发电采用电压型控制,并网光伏发电采用电流型控制,无法实现运行模式的无缝切换。为此,提出光伏发电系统在2种运行模式下都采用电压型控制,避免控制策略切换所引起的冲击。针对光伏发电系统的特点,分别设计了光伏逆变器在孤岛运行、并网运行及模式切换时的下垂控制策略。将下垂控制进行改进,通过动态平移下垂曲线,使光伏逆变器并网运行时能够始终输出最大有功功率,抑制不同情况下的功率偏移,同时维持直流母线电压稳定,孤岛运行时能够跟踪电网运行状态,减小并网瞬间的冲击。仿真结果和实验结果均验证了所提控制策略的有效性,光伏逆变器在孤岛模式及并网模式都能够满足稳态运行要求,模式切换暂态过程平滑无冲击。     

考虑光伏逆变器电流裕度的主动配电网动态电压支撑策略

大量分布式光伏接入配电网的电压稳定问题是影响电网安全稳定运行的关键环节。为了适应高渗透率分布式光伏发电系统的接入,提高主动配电网的动态电压支撑能力,提出了一种考虑光伏逆变器电流裕度的主动配电网动态电压支撑策略。该策略在分析配电网电压灵敏度的基础上,考虑光伏逆变器的电流设计裕度,能够在电压跌落故障情况下充分利用光伏逆变器的最大允许电流,实现光伏逆变器有功功率输出最大化,从而提高主动配电网的短期电压稳定性。最后分析了逆变器电流裕度对静止无功补偿系统的影响,并与常规无功补偿系统进行了仿真对比分析,验证了所提出策略的可行性和有效性。     

太阳能光伏发电逆变系统开发及并网关键技术研究

太阳能发电产业及其并网技术是对当今能源补充的一大重点,它具有变成将来最主要能源的潜质。从光伏发电系统的意义出发,介绍了光伏发电系统的组成和联系,着重讲解了太阳能光伏发电系统中三相全桥逆变器的硬件,工作方案及实际应用。实践证明,HZ-1型逆变器用于HGP-1050-CO150电梯的设计是可行的。它具有可靠性高、易于扩容等优点。     

NPC三电平光伏逆变器并网控制策略仿真研究

介绍了基于NPC(Neutral Point Clamped)三电平逆变器的光伏发电系统并网控制策略。根据光伏阵列的等效电路,在Matlab/Simulink中建立了光伏阵列模型,利用扰动观察法对光伏发电系统中Boost电路进行最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制,对NPC三电平逆变器采用U-Q控制并网策略,并对系统进行了建模仿真。仿真结果表明,该控制策略能够准确地实现光伏的最大功率点跟踪,并能有效地保证将逆变器直流侧传输的有功功率注入电网。     

光伏逆变器软启动技术研究

光伏逆变器作为光伏发电系统的核心设备,负责将光伏阵列产生的直流电转化为交流电。光伏逆变器启机、停机常采用断路器,这存在着启机冲击电流大,易发机械故障问题。本文提出了采用晶闸管交流调压技术控制逆变器软启动,并对该技术进行了理论分析,研究结果表明该技术实用性强、性能优异。     

光伏太阳能技术及其并网特性——电力企业节能减排之有效途径

"十二五"发展规划对节能减排又一次提出了明确的要求,作为电力企业而言,寻找清洁可再生替代能源成为实现节能减排目标的最有力途径之一。太阳能是一种无污染可再生的新能源,有巨大应用前景。本文介绍了光伏太阳能技术的原理、组件组成及其并网发电特性。阐述了并网光伏系统面临的潜在问题,总结了逆变器对光伏发电系统的影响,讨论了孤岛效应的检测方法,最后就逆变器硬件性能和可靠性对光伏系统的影响及影响逆变器正常运作的因素进行了探讨。     

光伏逆变器无功支撑能力检测及评价技术研究

无功支撑能力是光伏逆变器的重要性能,光伏逆变器需具备根据指令调节无功的能力,并在电压跌落时提供相应无功电流,以满足光伏逆变器并网要求,保障规模化光伏发电并网运行的安全稳定性。德国BDEW标准规定了接入中压电网的发电厂无功支撑能力等并网性能技术要求,标准内容覆盖光伏发电系统。针对该标准,研究了光伏逆变器静态及动态无功支撑能力检测及评价技术,并完成无功支撑能力实验室型式试验检测。     

配电网中的分布式光伏系统发电性能仿真

针对基于配电网的分布式光伏发电系统发电性能开展仿真研究。分析了分布式光伏发电系统拓扑结构,根据光伏系统关键部件运行机理,建立了光伏组件、光伏逆变器运行模型,根据光伏组件I-V特性,建立光伏组件阴影遮挡模型。结合现场实际测试,确定光伏系统各环节运行模型参数,通过分布式光伏系统各环节结构以及光伏部件,对分布式光伏系统发电性能进行评估。     

环境对太阳能光伏逆变器性能影响的试验方法研究

太阳能光伏发电所处的工作环境较为恶劣,并网光伏逆变器作为光伏发电系统的重要组成部分,在各种严酷的高、低温、湿热环境下,安全性能指标都必须满足技术要求。为了考核逆变器在环境下的安全性能,搭建了环境试验平台,分别研究了国内外标准对低温、高温、湿热的要求和区别,并通过试验研究了逆变器在不同温度状态下的工作运行情况,监测了关键元器件的温升。试验研究结果表明：低温启动和高温持续运行,能够更为合理和严酷的考核逆变器的安全性能。     

含分布式储能的光伏发电系统建模与仿真

太阳能是一种新型可再生能源且在开发利用太阳能过程中不会污染环境。太阳能发电在解决全球气候变暖及能源问题中发挥着极其重要的作用,但因受自然条件和气候因素的影响,太阳能辐照度具有极大的不稳定性,直接导致了光伏发电输出功率具有明显的波动性。为了使光伏发电系统能够提供连续稳定的电力,将分布式储能作为主要的储能方式应用于光伏发电系统中,基于PSCAD/EMTDC建立了含分布式储能的光伏发电系统仿真模型。经仿真结果表明,光伏电池最大功率跟踪点(MPPT)能够有效地提高光伏阵列的输出功率;分布式储能的介入使得光伏发电系统的输出功率曲线更趋平稳,缓和了光伏发电不稳定性对电网的冲击。     

基于电能精确检测的光伏逆变器设计与试验

本文对分布式光伏发电系统进行介绍,设计了一款基于电量精确检测的光伏逆变器,并对该光伏逆变器进行试验。     

基于比例积分与多重比例谐振策略的光伏发电并网逆变器控制技术

在光伏发电并网过程中,并网电流可能存在波形畸变,系统动态特性较差,严重影响电力系统的安全、可靠运行。为有效抑制并网电流谐波污染,提高系统的动态响应性能,提出一种基于比例积分与多重比例谐振策略的光伏发电并网逆变器控制技术。对比例积分电流环控制与多重比例谐振控制的原理进行了介绍,对基于比例积分与多重比例谐振策略的光伏发电并网逆变器控制技术进行了仿真与试验分析,确认这一技术不仅能够提高系统的动态响应性能,而且可以降低并网电流波形中的低次谐波污染。     

光伏发电系统无功支撑能力评估分析

为了改善光伏发电系统对于电网电压的影响,光伏发电系统利用并网逆变器的无功调节能力,通过各种无功控制策略为电网提供无功支撑。为了考察目前提出的各种光伏发电系统无功控制策略的无功支撑能力,以光伏发电系统作为研究对象,对光伏逆变器无功输出能力进行分析。搭建光伏发电系统接入配电网模型,在此基础上利用MATLAB/Simulink仿真软件对各种无功控制方法进行仿真分析,根据仿真结果评估各种光伏发电系统无功控制策略的无功支撑能力,并对光伏发电系统无功控制提出改善意见。     

基于μ综合方法的光伏发电系统柔性并入微网的鲁棒控制

光伏发电系统受气候环境等条件影响,输出功率具有间歇性、随机性等特点;另外,光伏组件、逆变器中的元器件老化等因素使光伏发电系统模型具有不确定性。为保证光伏发电系统柔性并网技术能满足微网电能质量等技术指标要求,针对微网中气候环境变化、元件老化等导致的模型参数摄动对光伏发电系统柔性并网的影响,提出一种基于模型匹配的光伏发电系统柔性并入微网的μ综合鲁棒控制方法,将包含逆变器等实际被控对象在内的模型匹配问题转化为广义系统,并抽象出不确定块,进一步归结为结构化不确定性问题,通过DK迭代得到μ综合控制器。μ分析和仿真结果表明,该μ综合控制器可以较好地保证微网中光伏发电柔性并网系统的标称性能和鲁棒性能,满足快速且无冲击的柔性并网要求,有利于微网的稳定可靠运行。仿真结果验证了所提出的μ综合鲁棒控制方法的可行性和有效性。