基于SPMC75F2413A的小功率光伏并网系统的设计

提出了基于16位单片机SPMC75F2413A的光伏并网系统软硬件的设计方案,系统以SPMC75F2413A作为主控芯片来控制单相桥式逆变主电路.在实现太阳能电池最大功率点跟踪的同时,该系统能实时检测太阳能电池输出电压和电流、电网电压和负载电流,采用软件锁相技术使输出电压同步跟踪电网相电压的频率和相位.通过对光伏并网系...     

基于电压补偿的定直流电压及无功控制的光伏系统

在光伏并网运行中,当电网电压不平衡时会导致电压、电流等的波动,从而影响电网电能质量及系统的稳定性。结合电压补偿控制等环节,提出了一种基于电压补偿控制的定直流电压、无功控制策略,将采集到的正、负序电压经电压补偿控制环节得到电压的不平衡系数,对电网电压的不平衡度进行补偿,并引入负序电流抑制环节。在PSCAD中分别设计搭建了改进前后的仿真模型,并对光伏并网发电系统的动态变化特性进行研究。仿真结果表明,在光照强度和温度阶跃扰动下,系统能够迅速做出响应并工作于最大功率点处,电压及电流波动幅度减小,电网电能质量得到明显改善,验证了MPPT算法及改进后控制策略的准确性及有效性。     

光伏并网逆变器多种功能协调控制的研究

针对光伏(photovoltaic,PV)发电并网过程中谐波电流导致的电能质量下降和低电压穿越过程中无法提供充足的无功补偿的问题,将有源电力滤波器(active power filter,APF)、静止无功补偿器(static reactive power com-pensator,STATCOM)和逆变器形成一个在同一新型拓扑上的多功能协调控制系统.在光伏并网过程中,该系统通过基于瞬时无功功率原理的ip-iq法计算得出补偿电流,以消除电流谐波并提升电能质量.在光伏系统低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)时通过控制逆变器输出电压和电网电压的相位差δ来调节系统输出的无功功率,支撑并网点电压.通过预同步处理实现改善电能质量与LVRT两种功能之间自由切换,避免了电流冲击,在Matlab中通过仿真证明了协调控制系统的可行性.     

采用滑模变结构控制MPPT的三相光伏并网发电系统

光伏并网发电系统的传统外环控制通过最大功率点跟踪(MPPT)算法给出直流母排参考电压,利用PI调节器调节输出并网有功参考电流.鉴于滑模变结构控制的快速响应和强鲁棒性,提出了一种基于滑模变结构控制的直接电流MPPT算法.在建立系统稳态模型的基础上,由MPPT控制算法直接给定并网有功参考电流.电流内环为LCL滤波三相电压型...     

基于DSP控制的单相光伏并网逆变系统的设计

阐述了基于数字信号处理器TMS320F2812控制的单相光伏并网逆变系统的设计,该系统主要应用于小功率光伏并网发电系统.分析了系统的结构和控制原理,设计了最大功率跟踪MPPT(Maximum power point tracking)算法和锁相环的软件设计流程图,构建了实验室样机.实验结果表明并网电流波形良好,但含有少量的高次谐波,逆变器输出的电流基本与电网电压同频同相,并网的功率因数近似为1.     

单级式光伏并网逆变系统中的最大功率点跟踪算法稳定性研究

单级式光伏并网逆变系统具有拓扑简单，成本较低的优点。但是这种系统中只存在一个能量变换环节，太阳能最大功率点跟踪(Maximum power point tracking, MPPT)、电网电压同步和输出电流正弦度等控制目标要求同时得到考虑，实现较为复杂。该文提出了一种改进的MPPT算法，在实现上述功能的同时，显著提高了单级式光伏并网逆变系统在光照强度快速变化时的稳定性。该算法的改进主要在于稳态情况下，调整光伏阵列工作点时根据增减方向分别选取合适的步长值；动态情况下，采用前馈方法检测光照强度突变过程，从而迅速改变并网系统运行状态以避免母线电压崩溃现象。基于PSIM仿真平台，对比了定步长MPPT算法和新算法，在阐述算法改进的基础上给出了仿真结果。实验室还建立了300Wp的单级式光伏并网逆变系统，应用全数字化DSP控制技术和改进MPPT算法，实现了系统的并网和可靠运行。仿真和实验结果表明，应用改进MPPT算法的单级式光伏并网逆变系统能够准确跟踪太阳能电池最大功率点，并具有较好的稳定性。     

三相单级式光伏并网型逆变器的研制

介绍了研制的三相单级式光伏并网型逆变器,启动时采用电压环控制,启动后切换到电流环并启动最大功率点追踪(MPPT)控制.根据MPPT算法特点,采用恒定电压法、导纳增量法及快速调整相结合的方法,能快速、准确地跟踪光伏电池的最大功率点(MPP).逆变器输出有功功率到电网,并能方便灵活地控制输出一定的无功功率给本地负载,起到无...     

单相户用式光伏并网系统无功补偿技术研究

具有本地负载无功补偿功能的户用式光伏并网系统对改善配电网系统供电质量具有重要意义.提出了基于函数变换和低通滤波器相结合的有功电流分量和无功电流分量的提取技术,通过相应的电流分量闭环控制来实现有功能量的传递和单相系统本地负载无功功率补偿.该方法能够快速有效地进行无功补偿,实现系统的单位功率因数并网运行.仿真和实验结果验证了所设计的控制方法的有效性与合理性.     

基于重复PI控制的光伏并网逆变器的研究

针对单纯PI控制的缺点,对光伏并网系统中逆变器的控制进行了改进,提出重复控制和PI控制相结合的电流跟踪控制策略。重复控制可以抑制网侧和负载侧对并网输出电流的周期性扰动,降低并网电流的总谐波畸变系数;PI控制则利用偏差调节原理,使逆变器输出并网电流实时跟踪参考正弦给定信号。此外,加入预测算法以便消除逆变器开关器件和输出滤波网络的延迟影响,使并网电流与电网电压相位趋于一致。实验结果表明,新的控制策略可有效改善并网电流波形,同时可保证逆变器输出电流与电网电压同频同相。     

一种无延时的单相光伏并网功率控制方法

针对分布于电网末梢的单相光伏并网发电系统,提出一种无延时的兼具无功补偿功能的并网功率控制方法,使系统在向电网和本地负载快速提供有功电能的同时,也能提供负载所需的无功电能。该方法由无功电流检测、电压电流双环控制、功率前馈及电网电压前馈构成。提出的无延时单相无功电流检测方法,解决了传统单相无功电流检测存在较大延时的不足;电压外环采用比例积分(proportion integration,PI)控制实现逆变器直流侧稳压;电流内环采用准谐振PR控制实现并网电流的零稳态误差控制,并降低电网频率偏移对电流的影响;引入功率前馈加快系统响应;引入电网电压前馈降低电压畸变或扰动造成的电流畸变。给出了并网功率控制系统的设计,分析了准谐振PR控制中不同控制参数对系统性能的影响,并选取了合适的设计参数。仿真与实验结果验证了所提方法的有效性。     

单周控制光伏并网系统的最大功率跟踪

单周控制的单级全桥光伏并网系统具有容量大、效率高、成本低等优点。但现有基于单周控制的光伏电池最大功率跟踪存在着难以搜索最大功率点、难以稳定工作在最大功率点以及搜索精度差等缺点。针对以上不足,本文提出了基于增量电导的光伏电池最大功率跟踪算法,该算法将光伏电池输出功率引入到单周控制的输入量中,同时优化了光伏电池输出电压的给定量。该算法在硬件上实现简单,仿真结果表明该算法能够准确跟踪光伏电池最大功率点,并具有较高的精度和稳定性     

基于推挽正激电路的准单级式光伏并网逆变器仿真分析

针对两级式光伏并网逆变系统结构复杂、成本高、效率低的不足,研究了一种单级式光伏并网逆变系统。采用电流瞬时值反馈控制、双模式MPPT算法和直流母线电压前馈控制的方法,研究了单级式光伏并网逆变系统并网电流的正弦控制、最大功率点跟踪控制和光照突变下系统的稳定性,并对300VA光伏并网逆变系统进行了建模仿真。研究结果表明,单级...     

基于最优梯度的滞环比较光伏最大功率点跟踪算法

光伏电池的输出功率特性随着外界环境的改变而变化.为使光伏阵列得以高效利用,需要对光伏并网系统进行最大功率点跟踪.提出了一种滞环比较法和最优梯度法相结合的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)算法,它很好地克服了最大功率点跟踪过程中的振荡和误判问题.为了验证该算法的有效性,在 PSCAD/EMTDC 软件平台上搭建了三相单级式光伏并网仿真系统,对常规的定步长扰动观察法和改进算法进行了仿真对比分析.结果表明:改进后的 MPPT 算法能有效消除直流电压的扰动纹波;当外界环境突变时,系统能快速稳定在新的最大功率点.     

光伏并网功率调节系统

光伏并网发电系统能被应用于虚弱电网末梢，为减小负载的无功和谐波对电网的影响，提出将光伏并网发电与无功补偿一体化，构成光伏并网功率调节系统，以提高供电质量和减少功率损耗。分析了系统的工作模式、瞬时无功检测方法、光伏最大功率跟踪及并网功率的合成控制，以数字信号处理器DSP为主控制芯片，研制了工程化样机，并给出相应的实验结果。     

基于Z源电容电压变化的并网电流控制策略

Z源逆变器属于单级系统,具有结构简单,允许逆变桥同一桥臂上下功率器件直通,输出波形畸变小等优点,在光伏发电等输入电压变换范围比较大的场合具有很好的应用前景。在光伏并网系统中,并网电流的频繁变化将会对电网的电能质量带来负面影响。为此,本文结合单相Z源光伏并网逆变器的特点,提出了通过Z源电容电压变化来调节并网电流幅值的控制方法。该方法能够减小并网电流的波动,从而改善并网电流的波形质量。实验结果证明了该控制策略的有效性。     

光伏并网系统送出线路不对称故障的差动保护灵敏度研究

针对光伏并网发电系统的故障特性,分析了在并网送出线路发生不对称跌落时,比率制动特性差动保护在光伏逆变器有无无功补偿条件下的灵敏度。结果表明,在无功补偿状态下,光伏并网发电系统送出线部分的传统比率制动特性差动保护灵敏度下降。通过比较传统比率制动特性曲线的整定方式,不过原点的特性曲线在灵敏度的方面具有更大优势。在此基础上,考虑到不对称故障中零序电流受故障电阻和负荷电流影响小及低电压穿越(LVRT)期间以电网电压正序分量定向的逆变器控制策略,零序电流作为保护判据的传统比率制动式差动保护,由于不受无功补偿电流的影响且保护动作整定值较小,具有更高的灵敏度,作为光伏送出线路的保护效果更佳。通过Simulink搭建光伏并网发电系统仿真模型验证了这一结论。     

光伏并网配电系统谐波治理的分析与研究

为了补偿光伏并网配电系统中谐波电流,采用矢量静态坐标转换和最大功率点跟踪电压控制相结合的方法,引入有源电力滤波器进行谐波电流检测和补偿,并在光伏发电的试验平台上进行试验.试验结果表明,光伏发电系统的配电网中引入有源电力滤波器能够适时、准确地补偿电流,稳定电压,保证电能质量.     

基于准比例谐振控制的三相并网逆变器谐波补偿方法研究

针对电网不平衡和畸变条件下,传统并联谐振谐波补偿并不能有效抑制电网谐波引起的参考电流谐波对逆变器输出电流的影响的缺点,提出了一种改进型并联准比例谐振（QPR）谐波补偿方法,有效抑制了电网电压谐波引起的参考电流谐波。仿真结果表明,改进型谐波补偿方法有效地降低了并网电流的总谐波畸变率,提高了逆变并网系统的电能质量。     

基于DIgSILENT的并网光伏发电系统的建模与仿真

基于DIgSILENT仿真平台搭建了适用于动态仿真的并网光伏发电系统的工程用数学模型,包含了光伏阵列、逆变器及其控制系统模型。该系统采用电压外环电流内环的双闭环控制方法,直流电压外环用于实现光伏电池最大功率点跟踪,交流电压外环用于控制输出的无功功率。最后,结合算例,研究了实际光照强度变化、电网有功调度及电网电压跌落时光伏系统的输出特性。仿真结果表明,采用的仿真分析方法切实有效,模型输出与实际输出基本相似。该模型能够很好地实现最大功率跟踪、快速地响应电网调度指令,电网电压跌落时还可提供一定的无功功率,可用于实际光伏发电系统的并网分析,为实际工程研究奠定了基础。