基于两步预测的光伏并网SL-qZSI的模型预测控制

为了受控变量追踪指令值更加准确,避免调制带来的开关损耗增大等问题,针对三相光伏并网开关电感型准Z源逆变器,提出一种基于两步预测的多变量模型预测控制。该控制策略通过两步预测代替一步预测,对并网电流、电容电压和电感电流进行多变量预测控制,可消除延迟时间,从而减小受控变量的振荡。最后通过Matlab/Simulink仿真,验证该控制策略在光照波动时并网运行过程中具有良好的控制性能和可行性。仿真结果也证明了相比一步预测,该控制策略所采用的两步预测减小了并网电流、电容电压和电感电流的振荡,使得它们跟踪各自指令值更加准确,还有减小总谐波畸变率的优点。

基于优化的Fibonacci-MPPT的光伏并网控制方法研究

为了提升最大功率点跟踪法的性能,在通用光伏组件模型上,引入了优化的Fibonacci寻优方法,得到了更加快速、精确和稳定的系统功率输出曲线。在Simulink中建立了光伏并网逆变模型,设计了抑制电网电压扰动的前馈补偿控制和消除并网电流误差的准比例谐振控制,有效地抵消了电网电压谐波的影响,基本消除了并网电流误差,有效地提升了并网电流的品质。

采用新型模型预测的光伏虚拟同步机低电压穿越控制

在光伏逆变器中采用虚拟同步机VSG(virtual synchronous generator)策略,可以实现惯性和阻尼支撑,但传统VSG无法对系统提供暂态无功电压支撑,无法满足低电压穿越LVRT(low-voltage ride-through)期间对电压调节的需求。通常网侧发生接地故障后将光伏逆变器VSG控制切换至模型预测控制MPC(model predictive control),接地故障切除后由MPC切回至VSG控制策略。为了提升LVRT期间目标电流跟踪能力,在MPC控制中设置自适应目标函数。MATLAB/Simulink仿真和实验结果表明,所提新型模型预测的光伏虚拟同步机具备低电压穿越能力,LVRT期间MPC电流控制精确,MPC切换至VSG控制过程中无暂态电流冲击。

并网光伏电站动态建模及仿真分析

在假设并网光伏电站各交流器件的输出和输入变量只含有基波分量的前提下,提出了一种利用相量法和受控源法模拟并网光伏电站电能转换及传输系统特性的方法,并建立了包含光伏阵列,具有最大功率跟踪功能的逆变器、变压器及控制系统的并网光伏电站整体仿真模型。通过采用国内某地并网光伏电站的实测数据进行的仿真验证及误差分析可知,所提出的光伏电站模拟方法和数学模型是有效的。

单相光伏并网逆变器建模与控制技术研究

对一种由Boost和带LCL滤波器的逆变电路组成的两级式单相光伏并网逆变器进行了研究。建立了前级电路的小信号模型,不含右半平面零点,且光伏阵列工作点变化不影响除转折频率外的幅频特性,简化了控制器的设计。后级采用双电流环控制策略:将滤波电容电流作为内环反馈量,实现LCL滤波器有源阻尼,并对两种实现方法进行分析比较;外环采用带谐波补偿的准比例谐振控制,实现并网电流零稳态误差控制,具有很好的跟随性能和抗干扰性能。基于能量平衡原理,推导了电压控制器输出到直流链电压的大信号模型,将系统校正成Ⅱ型系统,并引入复合控制,消除了稳态误差,增强了系统抗干扰能力。最后用Saber进行仿真,证明了建模和控制方法的有效性。

并网光伏发电系统发电量预测方法的探讨

为了较为准确的对并网光伏发电系统的发电量做出预测,提高光伏并网后电网的稳定性及安全性。文章对硅太阳电池组件发电功率进行了理论计算,建立了多元线性回归光伏发电功率及发电量预测模型。通过改进水电、火电和风电现有的发电量预测模型(基于BP神经网络和G(1,1)灰色理论模型),使得改进后模型更适合于并网光伏发电系统发电量的预测。最后,对三种预测模型的优缺点进行了比较,为今后并网光伏发电的预测提供了一种较为准确可行的方法。

储能型光伏系统功率控制仿真分析

光伏发电系统输出功率易受外部环境的影响,存在诸多不确定因素。该文采用蓄电池储能单元作为光伏并网的能量缓冲装置,以控制并网的功率输出。文中建立了基于等效电路的电池储能光伏并网系统整体动态数学模型,设计相应的控制策略,对系统的输出功率进行控制,并以随机光照强度的扰动为例,对系统输出的电能质量和稳定性进行仿真研究。结果表明,该并网系统灵活性强,能很好实现系统功率可控稳定输出。

基于机会约束规划的并网光伏电站极限容量研究

光伏发电具有随机波动性和间歇性,随着并网光伏电站容量的增加,将增大电网发生频率、电压等指标越限的机会。研究了并网光伏电站极限容量计算的机会约束规划模型,该模型以最大化并网光伏电站容量为规划目标、电网指标合格率约束为机会约束,并且引入太阳辐射随机时间序列模型和不同跟踪形式的光伏系统模型。在IEEE30算例中进行了验证与分析,结果表明,该模型适用于在考虑负荷及太阳辐射随机变化条件下的并网光伏电站极限容量计算,计算代价较小、准确性较高,并且得出结论,考虑光伏跟踪形式和电网指标合格率十分必要。

并网光伏电站的PSASP/UPI仿真建模及分析

针对光伏电站和电网之间的交互影响,研究了适用于电网暂态分析的光伏电站模型,建立了含光伏阵列、逆变器、滤波器及控制保护系统的并网光伏电站暂态模型,并应用Matlab实时工具包模块和VC++语言生成了可被PSASP调用的自定义模型,仿真研究了并网光伏电站出力变化对电网影响及电网故障对以不同方式接入电网的并网光伏电站的影响。结果表明,该模型可用于光伏电站与电网的联合仿真。大规模光伏电源集中接入会引起电网电压波动;电网故障可能触发光伏电站脱网,使故障扩大;且在负荷母线集中接入方式下对电网电压及暂态稳定的影响更大。

SiC MOSFET的Saber建模及其在光伏并网逆变器中的应用和分析

SiC MOSFET高频、高效、高功率密度的特性符合光伏逆变器的发展趋势,但随之而来的开关振荡问题亟待解决。开关频率提升后,由于开关振荡的存在,可能导致高频下的并网电流波形质量下降,因此需要建立精准的模型来为SiC MOSFET在光伏逆变器中的应用提供指导。目前的SiC MOSFET模型大多基于Pspice的仿真环境建立的,不能用于包含复杂的电路拓扑和控制算法的仿真研究。基于Saber环境提出一种可以将SiC MOSFET与光伏逆变器结合的模型,通过双脉冲实验得出SiC MOSFET的器件特性,对SiC MOSFET的静态特性和非线性电容进行建模。最后将模型运用到光伏并网逆变器中,将仿真结果与搭建的光伏并网逆变器实验平台实测结果进行对比,并对SiC光伏并网逆变器在不同开关频率情况下的性能进行分析和研究,验证了模型的准确性和适用性。

考虑电网阻抗影响的光伏并网逆变器稳定性与谐振分析及设计

电网阻抗的存在可能引发光伏并网逆变器的谐波谐振,甚至不稳定。通过建立单相光伏并网逆变器的等效阻抗模型和等效控制模型,分析系统稳定性和谐振的关系,指出当光伏并网逆变器处于临界稳定状态时,系统由于阻抗匹配而出现谐振现象,且阻抗匹配的频率为系统开环截止频率。为降低并网电流中的谐波含量,应使光伏并网逆变器始终具有足够的稳定裕度,为此提出了“坚强的”光伏并网逆变器设计方案,且给出了详细的设计步骤。仿真和实验结果表明,所提的光伏并网逆变器能够输出较高质量的并网电流,其对电网阻抗具有很强适应性。

光伏并网发电系统参数协调优化方法研究

光伏并网发电系统的参数设计对其稳定运行具有重要意义,为此,提出了一种光伏并网发电系统参数的协调优化方法.该方法通过建立包含光伏电池、并网逆变器、变压器和电网的光伏发电系统小信号数学模型,利用特征值分析(根轨迹图)得到各个特征值稳定情况下的系统参数边界值;在此基础上,建立了计及小干扰稳定性、阻尼比和稳定裕度的协调优化目标函数,并采用回溯搜索算法(backtracking search algorithm,BSA)对系统参数进行优化;通过仿真测试,对比分析了参数优化前后系统的动态响应.研究结果表明,在系统遭受到小扰动后,经过参数优化的光伏并网系统能够在0.1 s内达到新的平衡点稳定运行,比未优化参数的系统动态响应提高了50%.

基于SVPWM光伏并网逆变器漏电流抑制研究

漏电流抑制是非隔离光伏并网系统需要解决的关键问题之一。为进一步改善漏电流的抑制效果,在充分考虑所有寄生参数的前提下,重点建立了非隔离型三相两电平光伏逆变器共模等效模型,分析了漏电流产生的原因,并基于SVPWM实现逆变控制,对采用不同开关方式下的漏电流进行分析对比。利用Matlab/simulink仿真验证了所建模型以及理论分析的正确性。

单级式光伏并网发电系统的仿真分析

对于光伏发电系统而言,最主要的问题是提高系统的效率和稳定性。为了克服传统两级式光伏并网系统在效率和稳定性上的不足,文中改进了单级式光伏并网系统电路拓扑和适用于此拓扑的最大功率点跟踪算法,并通过在Matlab Simulink环境中搭建仿真模型,模拟系统在外部光照发生变化时的输出特性并对其进行验证和研究。仿真结果显示该系统能够高精度地实现对光伏电池最大功率点的跟踪(MPPT),高效地通过逆变器将有功功率送入电网,且输入电网的无功功率可调。

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。

光伏并网系统最大功率追踪控制

为保证光伏阵列输出功率稳定运行在最优状态,降低光伏大规模并网运行成本,建立了光伏阵列数学模型,探讨了光伏阵列输出特性,并提出一种改进电压扰动法,使光伏阵列稳定运行于最优点。采用光伏并网发电协调控制策略,即采用功率外环和电流内环双环协调控制,实现了光伏阵列向电网最优输出。PSCAD/EMTDC电力仿真软件的仿真结果也验证了该电压扰动法和光伏并网发电协调控制策略的有效性。

基于关键因子和辨识技术的光伏并网系统短路电流建模

为了提高光伏并网点短路时光伏系统输出短路电流计算准确性,提出以电压跌落程度n和光伏并网逆变器输出有功p及电网电压正序分量u^+三个特征量为关键因子,分析推导三个关键因子与光伏并网逆变器输出电流峰值Imax的关系。采用光伏并网逆变器输出对称三相正弦交流电流为控制目标的电压功率控制策略,基于系统辨识技术,建立光伏并网逆变器输出短路电流模型并辨识其相关参数。运用求和算法,获得近似的光伏并网发电系统输出短路电流模型。基于MATLAB编程软件验证了所建模型的正确性。同时与PSCAD/EMTDC搭建的恒功率控制仿真模型对比分析论证了该模型能较准确反映光伏并网发电系统输出短路电流的大小。

双反激型光伏并网微逆变器的建模及控制

论文研究了交错并联双反激型微逆变器,阐述了该微型逆变器的工作原理。提出了一种基于双反激型光伏并网微逆变器的数学建模方法,在此基础上给出了控制参数的设计方法。在并网微逆变器系统中,控制参数的确定是并网系统的核心和关键,控制性能直接影响到输出电能的质量和系统的运行效率。文中根据提出的数学模型,推导出了双反激型微逆变器的输入到输出的小信号模型,给出了相应的传递函数,并在此基础上确定了控制环参数,可缩短研发周期。最后,仿真和实验结果验证了该数学模型和控制策略的正确性。

准PR调节下单相光伏并网逆变器的非线性研究

调节下单相LCL型光伏并网逆变器为研究对象,利用频闪映射法推导系统的离散迭代模型。通过分岔图和Matlab/Simulink仿真描述系统随电路参数变化由稳定到混沌状态的演变过程。采用雅可比矩阵法对系统的稳定性进行理论分析,得到系统在双分岔参数以及三分岔参数下的稳定工作域,并根据不同参数下的雅可比矩阵特征值确定系统的分岔类型以及失稳后的振荡频率。最后通过物理实验得到并网电流的实时波形,进一步验证了理论分析的正确性。

非隔离型光伏并网逆变器共模电流抑制

非隔离型光伏并网系统共模电流较大,其大小受控制方法的直接影响。首先阐述系统共模电流产生机理,然后在分析传统直接功率控制原理的基础上提出一种基于新型开关表和性能指标评估函数的模型预测直接功率控制方法,该方法通过权衡各个控制性能指标之间耦合关系实现最优电压矢量的选择。对提出的方法进行了仿真实验研究,并与传统直接功率控制方法进行了详细对比分析,结果表明提出的方法不仅可以有效抑制系统共模电流,同时能够降低输出功率脉动,验证了该方法的可行性和有效性。