并网光伏发电系统的建模与仿真

基于光伏电池的物理特性,建立了光伏阵列的PSCAD仿真模型。考虑到太阳能的波动性和随机性,开发了基于Boost电路的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)控制器模块,保证了光伏阵列始终保持最大功率输出;然后,采用合理的逆变器控制策略,将光伏阵列接入电网,建立完整的并网光伏发电系统。仿真结果表明,搭建的仿真模型能够准确地反映光伏电池和MPPT控制器的物理特性和准确性,以及在不同光照条件下光伏发电系统的运行特性,对于并网光伏发电系统的研究具有重要意义。     

局部阴影下光伏阵列建模分析与输出特性仿真研究

光伏阵列由一系列的光伏电池通过串并联组成,其输出特性直接影响光伏发电系统的控制。在分析光伏电池工作原理的基础上,首先建立光伏电池的等效物理模型和方便应用的工程实用模型,分析了光照强度和电池温度对光伏电池输出特性的影响。接着建立了光伏阵列的数学模型,对均匀光照和局部阴影下光伏阵列的输出特性进行了仿真研究。最后指出,局部阴影下光伏阵列表现为多峰值、多阶梯输出特性,为提高光伏发电系统的效率,需要研究多峰值输出特性下的全局最大功率跟踪方法。     

局部阴影光伏阵列特性研究

以光伏电池为研究对象,提出一种光照局部阴影下的光伏阵列模型.为了研究该模型的输出特性,根据光伏电池工程数学模型,在Simulink中搭建一个4×3的光伏阵列模型;为了防止热斑效应,每个光伏电池都反向并联了一个旁路二极管,每条支路都与一个阻塞二极管串联,然后对其进行仿真和分析,验证该模型的准确性.通过研究局部阴影下的光伏阵列模型的输出特性,得出其I-U特性呈多膝状,P-U特性呈多峰状,传统智能算法易陷入局部极值,对后续基于改进智能算法的光伏系统最大功率跟踪研究具有一定的理论意义和实际工程应用价值.     

基于非对称论域模糊控制的光伏阵列最大功率点跟踪研究

最大功率点跟踪(MPPT)是提高光伏发电系统效率的关键技术.在分析光伏阵列非线性输出特性的基础上,对基于非对称论域模糊控制实现光伏阵列MPPT进行探讨;建立了采用非对称论域模糊控制算法调节Boost电路占空比实现光伏阵列MPPT的仿真模型,在照度、温度阶跃变化下的仿真结果,验证了非对称论域模糊控制算法的有效性.     

光伏系统电弧故障检测方法探究

针对光伏系统的电弧故障检测,概述了光伏系统的直流电弧故障原因及类型,总结分析了目前的研究现状与主要的检测方法,并在Simulink仿真环境下搭建光伏系统电弧故障仿真模型,使用该模型可以获得不同光照、温度条件下不同故障位置的电弧故障特性,并对仿真结果进行了分析。     

不同光照条件对光伏组件及其构建的光伏发电系统的影响研究

为保证各个模组的稳定输出与光伏组件接入的配电网运行的安全可靠性，有必要研究不同光照条件对光伏组件的影响，以及对其构建的光伏发电系统的影响，为光伏发电技术的进一步发展提供技术支持。现建立了光伏电池单体的仿真模型，并以此为基础，建立两块和三块组件串联的模型，最后建立了2×2的光伏阵列仿真模型。利用Matlab/Simulink软件，仿真后得到了仿真模型在多种复杂光照下的U-P和U-I特性输出曲线，并根据仿真结果总结了该情况下U-P和U-I输出特性的规律。     

基于多峰值模型优化的光伏阵列故障研究

在光伏阵列的实际使用中,设备老化、局部阴影等因素会导致阵列故障现象的发生。为了消除故障对光伏阵列输出的不利影响,提出对原有的多峰值模型进行优化处理,在光伏组件模型上并入对求解参数进行修正的旁路二极管,以提高光伏发电系统转化效率。仿真对比分析了模型优化前后的光伏阵列输出特性,验证了此优化模型能有效减小系统的功率损耗。     

基于模糊控制的光伏阵列MPPT仿真

研究了光伏阵列的非线性功率输出特性,建立了基于Matlab simulink/Power system的光伏阵列仿真模型,对基于模糊控制采用扰动观察法进行光伏发电最大功率点跟踪进行了仿真.     

基于遗传算法优化的RBF-BP神经网络在光伏阵列MPPT的研究

为了高效地追踪光伏电池的发电输出功率,结合光伏电池输出非线性的特点,提出了一种基于遗传算法优化的RBF-BP组合神经网络,用于对光伏阵列最大功率点追踪(MPPT)。首先研究了光伏电池的输出特性,在此基础上提出了RBF-BP双隐层组合神经网络。为了更加准确地预测光伏电池最大功率点,进一步运用遗传算法对组合神经网络进行优化。将影响光伏电池输出的主要因素光照强度和温度作为神经网络的输入建立预测模型,通过MATLAB对该模型进行仿真。仿真结果表明,该系统具有追踪精度高、速率快、迭代次数少等优点,有效地提高了对光伏电池输出最大功率点追踪的精度和效率。     

分布式光伏阵列重构拓扑及控制方法

针对光伏系统在实际运行时,阵列受局部阴影遮挡输出功率出现多峰值导致常规最大功率跟踪(MPPT)算法失效,以及低光照度时逆变器额定功率与接入光伏阵列功率不匹配导致运行效率降低这两个问题,将光伏逆变器组群控制和阵列组态优化思想应用到光伏阵列拓扑重构上,提出了一种新的逆变器出力方案和光伏阵列,可任意自由重构开关拓扑,分析了光伏阵列重构开关拓扑的数学模型及约束条件,利用动态聚类控制将光伏阵列进行了自由串并联并接入相应功率等级逆变器中.在Matlab上建立了光伏阵列及逆变器数学模型,并仿真运行了光伏阵列在局部阴影遮挡和低光照度运行条件下的拓扑重构,得到了串并联开关最优矩阵和光伏阵列输出总功率.研究结果表明,分布式光伏阵列重构拓扑极大地提高了光伏系统的输出功率.     

基于PSAT的风机接入电网模型的研究

为了分析不同类型的风机接入电网后,能否与已有电网兼容的问题,在分析了电力系统仿真软件PSAT内置的5阶双馈风力发电机组机模型及其电压、转速和桨角的控制形式的基础上,根据某1.5 MW双馈风机的机械及电气数据,建立了风机接入电网模型及接入电网的典型接线形式,并在潮流计算模块与时域计算功能模块的基础上,编制了仿真程序,最后在阵风与湍流风模型下对风机转速、电压、功率的变化进行了动态仿真。仿真及研究结果表明,运用该方法分析所得结果与实际的风机特性一致,利用PAST内置的风机模型能很好地进行风机接入电网的兼容性分析。     

基于DSP控制的光伏发电逆变并网锁相环设计

该文设计了一种基于DSP软件控制的太阳能光伏发电逆变并网锁相环系统。用指针归零法实现了锁相环跟踪控制,并将设计的锁相环运用到光伏并网逆变器中。在MATLAB中建立了仿真模型,仿真结果表明,所设计的锁相环达到了光伏逆变系统的同步要求,具有较高的推广应用价值。     

基于ZYNQ的变流器通用控制平台研究

提出一种基于ZYNQ可扩展处理平台的新型变流器控制系统方案,并使用Vivado开发软件进行软硬件协同设计。其中ARM完成变流器控制策略的实现,主要包括闭环控制算法、最大功率点跟踪、功率调节、通信等功能;FPGA完成A/D采样芯片控制、三相锁相环控制、SVPWM波形控制、PWM逻辑模拟控制等功能,并采用了基于WiFi透传模块的故障信息传输系统。在三电平光伏并网逆变器的实验表明:该控制器能够完成复杂控制算法的快速运算,并网运行性能可靠。     

Implementation of fuzzy-sliding mode based control of a grid connected photovoltaic system

The present work describes an optimal operation of a small scale photovoltaic system connected to a micro-grid, based on both sliding mode and fuzzy logic control. Real time implementation is done through a dSPACE 1104 single board, controlling a boost chopper on the PV array side and a voltage source inverter (VSI) on the grid side. The sliding mode controller tracks permanently the maximum power of the PV array regardless of atmospheric condition variations, while The fuzzy logic controller (FLC) regulates the DC-link voltage, and ensures via current control of the VSI a quasi-total transit of the extracted PV power to the grid under a unity power factor operation. Simulation results, carried out via Matlab–Simulink package were approved through experiment, showing the effectiveness of the proposed control techniques.     

基于能量管理系统的用电负荷节能优化

针对区域内不同时段的用电负荷带来巨大压力的问题,该文利用智能能量管理系统(SEMS)优化电网调度,将SEMS连接储能系统、分布式电网、供电部门和用电负载。通过设定分布式电网与SEMS综合配给电能和尽可能的利用当地区内的储存系统电能两种策略,对储能系统按照时间周期跨多个步骤进行优化,结合启发式算法对用电负荷矢量模块进行优化,实现用电功率负载管理。运用智能能量管理系统对24 h内的区域用电负载进行实验,结果表明:在两种策略的共同调度下,SEMS提供了一个最优用电负载平衡微调度。同时,其用电负荷节能率分别为5.66%和17.40%。     

直驱型风电机组动态建模及仿真分析

随着风电技术的不断发展,风电并网显得尤为重要和迫切,而动态模型是研究风电并网特性的重要工具。本文从风力发电系统总体结构出发,分析了发电系统的控制策略,建立了直驱型风力发电系统的动态模型。并对所建立的模型进行了仿真分析研究,结果表明所建立的模型能满足系统要求,为进一步研究并网风电机组的低电压穿越特性和电能质量奠定了基础。     

全自动在线组框机的设计

针对太阳能电池板（即光伏组件）在线组框的生产特点和要求,对全自动在线组框机的总体方案、传送系统和组框系统进行结构设计,综合采用电机、气动和液压系统实现组件在线输入、规正定位、冲角压接和在线输出的功能,完成对光伏组件的封装.     

Antlion optimizer-ANFIS load frequency control for multi-interconnected plants comprising photovoltaic and wind turbine

This paper proposes optimal load frequency control (LFC) designed by Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS) trained via antlion optimizer (ALO) for multi-interconnected system comprising renewable energy sources (RESs). Two systems are modeled and investigated; the first one has two plants of grid connected photovoltaic (PV) system with maximum power point tracker (MPPT) and thermal plant while the second comprises four plants of thermal, wind turbine and grid connected PV systems. ALO is employed to get the optimal gains of Proportional–Integral (PI) controller such that the integral time absolute error (ITAE) of frequency and tie line power deviations is minimized. The input and output of the optimized PI controller are used to train the ANFIS-LFC with Gaussian surface membership functions. Different load disturbances are studied and the results are compared with other reported approaches. The obtained results confirmed the accuracy and reliability of the proposed approach in designing LFC for multi-interconnected power systems.     

基于Modelica的汽车转向系统建模仿真及实验验证

为研究汽车转向系统的转向性能,在对其进行动力学分析的基础上,采用多领域统一建模语言Modelica在仿真平台Dymola环境下建立转向系统模块、整车模块、轮胎模块及力矩计算模块,并将以上模块连接综合为转向系统整体仿真模型。针对某商用车的液压助力转向系统搭建了"汽车转向系统参数测量试验台"。通过台架试验测出模型中待定参数,将所得参数输入模型中进行仿真计算,结果表明:原地转向工况下仿真模型能较准确地反映车辆的转向性能。     

基于TESIS DYNAware的车辆巡航虚拟试验研究

在Matlab/Simulink环境下,基于车辆动力学实时仿真软件TESIS DYNAware,利用dSPACE单板系统DS1103,以建模的形式连接车辆的硬件操纵信号于vedyna_traffic模型中;选用DYNAware中车辆动力学模型veDYNA的Standard版本,借助嵌入Simulink的veDYNA模块对此模型进行更改,建立基于DYNAware的虚拟试验系统。对自适应巡航(Adaptivecruise,AC)的仿真控制策略进行分析,通过.mdl接口集成控制模型于试验系统中。在veDYNA的主工作界面,由参数文件的图形编辑器,以及文本编辑器的.m接口,输入仿真车型的车辆数据,对仿真控制的可控项、用户程序分别进行设置;veDYNA、交通仿真模块和动画工具模块共同作用,在硬件操纵信号的控制下进行AC的虚拟试验,跟踪相关参数,并把得到的对应曲线与具有AC功能的仿真车型得到的曲线进行定性对比。结果表明,此种方法进行AC虚拟试验是一种很好的研究手段。