大型光伏电站分布式无功优化

大型光伏电站经常面临严重的电压波动问题。传统的集中式控制方案采用中央控制器进行无功优化,以确保系统稳定运行。然而,这种方案存在计算负担过重、容易发生单点故障和网络安全问题的弊端。为了解决这些问题,分布式优化方法被提出并应用于大型光伏电站。该方法将电站划分为多个子系统,并使用局部控制器分别解决每个子系统的优化问题。相邻子系统之间的信息交流较少,系统信息更加安全,同时也能处理规模更大的光伏电站。基于交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM),提出一种适用于大型光伏电站的分布式无功优化方案解决电站电压越限问题,并通过案例验证其有效性。此外,通过分析支路潮流模型约束的线性化处理对潮流求解的影响和罚函数系数对ADMM性能的影响,进一步提升优化参数,优化大型光伏电站的运行结果。

大型光伏电站无人机巡检中的路径规划探究

当前,随着我国全面进入信息化时代,在大型光伏电站的生产过程中,工作人员力求在第一时间搜寻存在风险问题的组件,缩减不必要的成本消耗,需要借助无人机。但是在实际应用时,关于巡检路径的规划,常常存在较多有待解决的实际问题,工作人员应借助有效的措施实现路径的有效规划。本文首先简单探讨了应用无人机巡检的价值,然后重点阐述了大型光伏电站无人机巡检中的路径规划,以此为相关人员提供参考与借鉴。

大型光伏电站有限面积下的最佳角度分析

土地面积和装机容量确定的光伏发电系统设计需要根据项目所在地的地理和气象情况进行光伏设计,系统的最高的发电小时数往往并非来自设计规范所要求的最佳倾角,而是需要通过专业软件的仿真获得结论。且不同组件的选择也会使系统实际的最佳倾角发生变化。

大型光伏电站电气设备的运行维护检修

随着我国经济与科技的迅速发展,社会对电力行业的期望日益提高。其中,用电设备在电力行业中扮演着举足轻重的角色。尤其是在高新技术的推动下,大型光伏电站电气设备成为众多人们关注的焦点。为确保光伏电站的稳健运行,并进一步提高电力行业的经济效益,对电气设备的运行、维护和检修显得尤为关键。针对这些设备的运行中出现的问题,结合实践经验,本文提出一系列的维护检修措施。本文旨在深化对大型光伏电站电气设备运行维护检修的理解,以及其在整个电力行业中的重要性。

探讨大型光伏电站电气设备的运行维护要点

在我国整体经济日益发展背景下,社会对电力资源需求量持续增加。因此,在落实电力需求过程中,国家也在加大对新型能源发电的研究力度,并且获得了一定显著的研发成果。对于大型光伏电站,电气设备在其中发挥至关重要的作用和价值。当前,大型光伏电站在运行环节中处于稳定状态,不过电气设备问题对其产生一定阻碍,导致电站的整体运行质量和效率下降,影响到人们获取电力资源的效果。基于此,对大型光伏电站电气设备运行故障问题进行全面分析和研究,十分有必要。通过科学和有效的运行维护策略实施,有效提升电气设备的运行效果,为我国大型光伏电站运营和发展奠定良好基础,进而为人们提供良好的电力服务。

大型光伏电站与电网谐波交互影响

大型光伏电站的并网将导致配电网谐波呈现出高频次、宽频域等特性,以往被忽视的输电线路分布电容对该类型谐波的影响将十分显著。首先给出光伏电站高低次谐波电流输出特性,建立光伏电站配网基波域数学模型。在此基础上,提出大型光伏电站谐波串并联谐振数学模型,分析谐波串并联谐振的机理,定量分析谐波电压放大系数及谐波电流放大系数与输电距离、谐波次数及谐波类型的关系。按照青海格尔木某50?MVA大型并网光伏电站搭建实例仿真模型,并且对该电站及配网进行数据实测,通过仿真数据及实测数据的对比验证结论的正确性。

考虑电网阻抗影响的大型光伏电站并网稳定性分析

对于大型光伏电站,即使单台并网逆变器的输出电流谐波较小,多台并联后输出电流的谐波也有可能超标。基于上述原因,本文将电网阻抗考虑到大型光伏电站并网系统中,根据大型光伏电站的拓扑结构和工作原理,建立了三相LCL型并网逆变器并联系统的等效电路模型,针对所建立的等效电路模型,利用传统的频域分析法,对电网阻抗在大型光伏电站并网逆变器电流控制中的影响进行了分析。理论分析表明:电网阻抗在大型光伏电站并网逆变器并联系统中存在耦合效应,该耦合效应降低了并网逆变器控制回路的带宽和稳定裕度,导致并网电流谐波含量超标等不稳定问题,仿真与实验结果验证了理论分析的正确性和可行性。

基于相位裕度补偿的大型光伏电站谐波谐振抑制策略

将电网阻抗对大型光伏电站的影响等效转换为对各台逆变器的影响,分析了等效电网阻抗对系统有源阻尼及稳定裕度的影响:电网阻抗的变化不会使系统有源阻尼失效而引发谐波谐振,但会使系统稳定裕度降低。通过分析稳定裕度对开环截止频率和相位交界频率处闭环增益的影响,揭示出系统谐波谐振机理:稳定裕度的减小导致系统对开环截止频率或相位交界频率谐波的放大作用增强,稳定裕度减小到零时,系统对相应频率谐波的放大作用为无穷大,将引发谐波谐振现象。提出一种基于相位裕度补偿的谐波谐振抑制策略,即采用超前环节补偿系统相位,通过比例环节调整开环截止频率,实现对相位裕度的补偿。所提抑制策略可使系统维持足够的稳定裕度,从本质上抑制了谐波谐振的发生。仿真及实验结果验证了理论分析的正确性。

大型光伏电站静态电压稳定性分析

大型光伏电站装机容量的不断加大对并网点及站内关键节点的电压稳定性造成很大的影响。对此在考虑光伏阵列输出特性以及大型光伏电站内部集电线路、变压器、输电线路阻抗的基础上,建立了大型光伏电站的稳态模型。通过利用特征结构法对大型光伏电站静态电压稳定性进行分析,得出大型光伏电站静态电压稳定判据及稳定裕度,并通过算例进一步得出光照强度、运行功率因数、电网阻抗、装机容量等因素对大型光伏电站静态电压稳定性的影响以及光伏电站内部电压分布和内部电压薄弱节点。

大型光伏电站并网逆变器无功与电压控制策略

随着大型光伏电站装机容量的不断增加,光伏发电单元本身的光照强度、温度变化等都会引起并网电压波动甚至越限,大型光伏电站必须参与调压控制,必要时给电网提供紧急无功支撑。针对该问题,首先以某40MWp光伏发电项目为例,对线路阻抗引起的电压波动和偏差进行了量化分析,理论分析表明:随着有功输出的进一步增加,线路电抗的影响要大于线路电阻的影响,并网电压的幅值逐渐减小。在此基础上,通过对并网逆变器在不同控制方式下无功容量及其无功补偿局限性的分析,提出了适用于大型光伏电站的并网逆变器无功与电压控制策略,并对具体实现方式、无功分配方案、光伏发电单元无功优化等问题进行了深入分析。最后,通过算例仿真验证了所提无功与电压控制策略的正确性和可行性。

大型光伏电站无功电压控制研究

为了满足光伏电站并网对公共连接点(Point of common coupling,PCC)无功电压控制要求,基于九区图原理,以PCC电压和功率因数均合格为最优控制目标,针对PQ电源型和PV电源型的大型光伏电站提出了的无功电压控制策略。搭建了PQ电源型和PV电源型大型光伏电站的等效模型,给出光伏电站无功电压控制策略实施流程图。以典型光伏电站出力和负荷动态变化为基础,通过搭建一个含大型并网光伏电站的110 kV系统,对光伏电站的无功电压控制进行仿真。仿真结果验证了所提策略的有效性和实用性。

大型光伏电站抑制低频振荡的有功阻尼控制策略

日益增大的光伏并网容量和光伏发电比重可能会对电力系统的低频振荡特性产生不良影响,大型光伏电站应该具备抑制低频振荡的能力。论文以大型光伏电站并入单机无穷大系统为研究对象,提出采用广域输电线路有功微分信号调节大型光伏电站最大有功输出的自适应阻尼控制策略,该控制策略能够尽可能多地输出有功并且确保光伏电站低频振荡抑制模式与最大功率跟踪模式之间的平滑切换。同时,考虑到相关标准对无功调压能力的要求,大型光伏电站无功控制沿用现有光伏系统无功调压的控制方法,进而形成大型光伏电站的功率控制策略。理论分析和仿真结果验证大型光伏电站有功阻尼控制策略能够显著提高系统抑制低频振荡的能力,保障系统安全稳定运行。

基于虚拟导纳的大型光伏电站谐波抑制策略研究

在建立大型光伏电站诺顿等效模型基础上通过阻抗分析法分析了大型光伏电站与电网之间以及光伏电站内逆变器之间的耦合作用,揭示了大型光伏电站谐波产生机理,即电网阻抗与逆变器等效输出导纳相互作用对某一频率处的谐波产生了放大作用。提出在逆变器输出端增加一条虚拟的导纳通路来消除系统对谐波的放大作用。将并网点电压通过由一阶惯性环节和二阶陷波器复合而成的系统反馈至控制器输出端,实现对逆变器等效输出导纳的改善。经该方法改善后的系统输出导纳对谐波具有滤除作用,且对基波无衰减。仿真及实验验证了理论分析的正确性。

大型光伏电站快速无功控制系统研制及应用

针对大型光伏电站AVC系统调节逆变器无功速度慢、可靠性差,难以满足光伏电站电压剧烈波动需要快速控制的现状,设计了一种基于GOOSE通信的快速无功控制系统,提出了分时快速控制方法及等裕度无功分配策略,并研制了快速无功控制器。试验结果表明,该系统达到了全站低于50 ms的电压/无功控制系统响应延时,可在一定程度上减少甚至替代SVG的配置,节约光伏电站的建设成本和设备占地。

基于导纳重构的大型光伏电站谐波谐振抑制策略

推导出一种基于系统导纳的大型光伏电站稳定性判据,当光伏电站内各逆变器稳定且电网自身稳定时,大型光伏并网系统的稳定性取决于其稳定性环路增益是否满足奈奎斯特稳定性判据。分析表明:电网阻抗的增加降低了系统稳定性,甚至引发谐波谐振,使光伏电站进入不稳定运行状态。通过对并网逆变器等效输出导纳特性的分析,提出对其进行改善的准则,即输出导纳幅值在基频处尽量小,在谐波频率处尽量大,相位在全频范围内不与90°线相交,且具有一定裕度。根据该准则提出一种导纳重构策略,将并网点电压经适当环节反馈至电流控制器输出端,提高系统对电网阻抗变化的适应能力,实现对谐波谐振的抑制。仿真及实验结果验证了理论分析的正确性。

多模型自适应控制应用于大型光伏电站阻尼区间振荡

研究表明对大型光伏电站引入附加阻尼控制,可以有效抑制互联电力系统的区间低频振荡。为解决传统阻尼控制方法在应对大扰动方面的不足,引入多模型自适应控制策略进行阻尼控制。采用K-medoids算法以低频振荡模式为多维特征点对运行状态对应的线性模型进行聚类,并基于各类的中心模型分别设计阻尼控制器。通过比较实际系统与模型的输出动态响应差异,用贝叶斯方法实时计算每一个模型匹配当前实际系统的概率,据此更新各阻尼控制器输出权重,各控制器输出的加权平均作为最终控制信号附加于光伏无功控制的参考指令中。在DIgSILENT/PowerFactory中搭建光伏并网四机两区域测试系统,非线性仿真结果表明,在无需系统受扰后状态先验知识的情况下,该策略可以有效抑制非预期扰动引发的区间振荡,并在反馈信号时延和光照随机波动下均保持良好的鲁棒控制性能。

基于免疫粒子群算法的大型光伏电站无功优化

在建立光伏电站稳态运行模型的基础上,提出以并网点电压偏差最小,光伏发电单元出口电压平均偏差最小,以及损耗最小的多目标无功优化模型,并采用免疫粒子群算法求解。最后通过仿真算例和实验平台验证算法的正确性和有效性。

大型光伏电站谐波谐振机理研究

大型光伏电站与理想电网之间不可忽略的电网阻抗使光伏电站与电网之间以及光伏电站内各并联逆变器之间产生交互作用,这种交互作用会引发大型光伏电站的谐波谐振。为研究大型光伏电站的谐波谐振机理,建立了系统解耦模型,将多逆变器并联系统转化为单逆变器系统进行研究。在解耦模型基础上推导出系统谐振频率、阻尼比以及稳定裕度与电网阻抗及并联逆变器个数之间的函数关系,分析了电网阻抗及并联逆变器个数对系统稳定裕度的影响,从闭环增益角度揭示了大型光伏电站谐波谐振机理。研究结果表明,电网阻抗不会引起系统有源阻尼失效,谐波谐振现象是由电网阻抗引起的系统稳定裕度降低而导致的。仿真及实验结果验证了理论分析的正确性。

基于电气外特性的大型光伏电站建模及电能质量预评估方法

目前对光伏发电系统的研究主要针对其内在机理建模,其建模与仿真过程复杂,难以应用于大量光伏电源(大型光伏电站)接入电网的电能质量预评估。为此,本文提出一种基于电气外特性的大型光伏电站建模及电能质量预评估方法。首先,本文提出基于电气外特性的光伏发电系统功率等效模型,该模型在仿真计算过程中不需要迭代,只需利用太阳光照强度和电池温度作为输入量,进而获得稳态输出电流;其次,基于PSCAD/EMTDC建立了光伏发电系统等效模型,该模型利用功率等效模型加谐波源的形式等效替代单个光伏发电系统,并可通过调节模型的光伏个数等效替代多个光伏发电系统的输出特性,进而搭建出大型光伏电站并网模型;最后,以广东省某大型光伏电站为例,对其进行详细的电能质量预评估,有效分析了大型光伏电站接入对电网电能质量的影响,验证了所提模型的实用性。

电网故障时大型光伏电站直流外送系统LVRT控制策略

以大型光伏电站直流升压外送系统为研究对象,当交流电网发生不同类型故障时整个系统在传统电压电流双闭环控制策略下存在并网电流畸变和直流母线过电压问题,无法实现低电压穿越。针对上述问题,从并网电流畸变和直流母线过电压的机理出发,提出一种将光伏发电模块MPPT模式的动态切换控制与基于优化型DDSRFPLL的VSC换流器正负序双电流环控制相结合的新型低电压控制策略。通过前级光伏电站与后级VSC换流器两者之间的协调配合,有效抑制直流母线的过电压和负序分量对并网电流的影响,成功实现大型光伏电站的低电压穿越运行,可大大提高大型光伏电站接入系统稳定运行的能力。并在Matlab/Simulink中搭建一个4MW/±30kV的光伏直流升压外送系统模型,仿真验证该新型控制策略的有效性。