微网光伏双模式逆变器双环控制策略研究

逆变器双环控制策略易受到干扰,导致控制效果较差,为此提出了微网光伏双模式逆变器双环控制策略。首先分析微网光伏双模式逆变器运行流程,采用电容电流内环、电压外环的双环控制策略,保证逆变器输出电压稳定性,通过电压外环控制器与电流内环控制器的传递函数获取电容电流内环、电压外环的双环控制逆变器传递函数和闭环传递函数,通过极点配置法设计双环控制器参数,最终获取双环控制系统期望特征,实现微网光伏双模式逆变器的双环控制。实验结果表明,所提方法可有效控制微网光伏双模式逆变器,微网光伏双模式逆变器输出电压误差小。

考虑储能和需求侧响应的微网光伏消纳能力研究

在光伏发电迅速发展的情况下,分布式光伏的消纳成为人们关注的热点。构建了含有分布式光伏、储能系统以及需求侧响应的光伏微网系统。以光伏发电消纳量最大为首要目标,同时考虑微网系统的用电成本,并加入功率平衡、微网可靠性、储能系统功率上下限、需求侧响应以及光伏出力界限等约束条件。为了对比分析储能和需求侧响应对微网光伏消纳的影响,设立不考虑储能系统和需求侧响应、只考虑储能系统、只考虑需求侧响应、同时考虑储能系统和需求侧响应4种情景,使用改进帝国竞争算法解决约束条件较多的问题。通过对比发现,借助储能系统和需求侧响应能够有效地提高微网中分布式光伏的消纳率,同时也保证了微网用电的经济性。

微网光伏双模式逆变器双环控制策略研究

针对微网系统并网/离网运行过程中对模式平滑切换,抗外界干扰能力和系统动态响应具有较高要求的情况下,提出了双模式逆变器在电网基波频率同步旋转坐标系下的双环控制策略,建立了微网光伏逆变器并网/离网模式数学模型。系统并网时采用基于PI调节器的电压矢量跟踪电流控制策略,离网运行时采用基于SVPWM的电容电压外环电感电流内环控制策略。同时,为减小双模式切换过程产生的网络冲击,设计了并网/离网平滑切换方法。仿真结果表明,所提控制策略能够保证系统的稳定运行,同时在切换模式下,减小了电压电流冲击,实现模式平滑切换。

电力物联网光伏微网多目标容量配置优化研究

光伏微网内部容量配置较小,导致光伏并网自我消纳能力不足,造成经济损失。为了解决这个问题,提出了电力物联网光伏微网多目标容量配置优化研究。建立运行成本、投资成本、年收益目标函数,以经济最优为目标,构建多目标容量配置目标函数。在改进乌鸦搜索算法中引入最优粒子群算法,求解目标函数,以乌鸦评判感知率为依据,输出配置结果最优解。实验结果表明,该方法光伏负荷曲线与理想光伏负荷曲线一致,总收益比理想收益高1 410万元,说明使用该方法经济效益较高。

考虑用户侧响应的光伏微网储能系统容量自动优化方法

由于光伏微网储能系统的输出功率具有不稳定性和不可预测性,难以满足用户侧的负荷需求响应,提出一种考虑用户侧响应的光伏微网储能系统容量自动优化方法。根据光伏微网用户侧价格型需求响应特性,提出通过分时电价引导用户参与负荷调整的削峰填谷策略,以储能系统年度运行成本最小化为经济性目标函数,构建储能系统容量自动优化模型,并利用粒子群算法求解模型得到最佳的光伏微网储能系统容量优化方案。结果表明,在满足用户负荷需求的情况下,该设计方法不仅可以降低光伏微网储能系统生命周期费用,而且可以延长其使用寿命。

基于需求侧响应的光伏微网群协同调度方法

为提高离网型光伏微网群的经济效益,本文提出基于需求侧响应的光伏微网群协同调度方法。在分析光伏微网群的不确定性和需求侧响应特征的基础上,以售电收益最高、调度成本最小为目标函数,结合功率平衡与储能装置功率的约束条件,构建光伏微网群调度模型;以负荷需求与光伏出力差距最小为目标函数,结合可转移负荷容量约束以及需求侧响应约束,构建需求侧响应优化调度模型;最后,基于NSGA-II的多目标调度求解方法获得运行成本最低、负荷需求最贴合光伏出力的光伏微网群协同调度结果。实验结果表明:该方法能够在一定程度上实现各光伏微网之间的能量协调互济,有效降低光伏微网群的运行成本。

工业用光伏微网运行策略优化与经济性分析

针对工业用户,以工业用光伏微网系统为研究对象提出了运行策略优化和经济性分析方法。所考虑的经济性指标包括单位电能成本、污染物减排收益和投资回收期;运行策略的优化考虑了不同的并网策略、是否配置储能单元、当地太阳辐射强度等环境因素和系统建设、运行中的各种具体成本,以进一步提高系统的经济性及其带来的污染物减排收益。算例以安装在广东的一个500kW工业用光伏微网系统连续3个月的运行数据为基础进行仿真分析,结果表明经过优化的储能系统的加入有效地提高了系统的经济性和环境效益,同时系统参与大电网削峰填谷的能力也得到了增强。此外,本文也研究了不同参数的敏感性分析和不同安装地点对系统经济性的影响。研究结果对于设计类似的工业用光伏微网系统提供了一定的借鉴并为光伏微网系统的决策者提供决策基础。

基于改进下垂法的光伏微电网并网控制策略研究

基于光伏发电的特点,分别提出了光伏微网孤岛运行、并网运行模式下的电压型下垂法控制策略。实现了其在孤岛模式下的切入负荷的均匀分配和自身稳定运行,以及并网模式下的直流母线电压稳定和最大功率输出。针对由孤岛模式到并网模式切换瞬间对配电网造成冲击的问题,设计了基于改进下垂法控制的预同步器,确保光伏微网的安全并网。基于Matlab/Simulink的仿真实验,验证了所提控制策略的正确性、可行性和有效性。

基于非线性扩散粒子群算法的光伏微网并网点恒定潮流控制

大量自然变动电源接入电网会对电网的稳定运行产生影响,通过对微网实现并网点恒定潮流控制,可大大降低自然变动电源对电网的影响。文章用光伏发电系统、柴油机发电功率跟随控制、蓄电池功率跟随控制和超级电容器功率跟随控制组成了并网点恒定潮流控制系统,提出了非线性扩散粒子群算法,以并网点潮流误差最小化为目标,将非线性扩散粒子群优化算法用于系统控制器参数设计。运用以上方法对一个实际的光伏发电微网建立了仿真平台,并以该系统某一时间段的光伏发电和本地负荷实测数据为基础对上述方法进行了并网运行仿真验证,结果表明了文章提出的恒定潮流控制及优化算法是有效的。

基于能量预测的光伏微网储能系统控制策略

以光伏微网储能系统为研究对象,提出一种融入光伏发电与负荷预测技术的储能系统模糊控制策略。该方案考虑了光伏输出功率随天气条件变化的随机性,建立了光伏短期功率预测最小二乘支持向量机(LSSVM)模型;考虑电力负荷影响因素的多样性与不确定性,基于灰色关联度(GRA)建立了电力负荷LS-SVM预测模型;考虑建立在偏远地区的微网系统,因分布式电源上网造成电能质量下降和电能传输过程的浪费,建立储能系统模糊控制策略,以确定电能最优分配及就地消纳,以保证系统能源利用效率。根据算例分析表明,该控制方案不仅可准确预测光伏微网能量,而且可提高储能系统运行效率,降低电能传输过程中线路损耗以及对电网电能质量的影响。

基于遗传算法小波神经网络的光伏微网发电预测

准确预测光伏微网在未来某确定的时段内的发电功率,对电力系统稳定和经济运行有着重要意义。文中通过对比发电功率和气象等历史数据,分析了在光伏发电中天气、太阳辐射及温度等因素对发电功率预测的影响,同时综合遗传算法全局快速寻优特性与小波分析的时频局部特性,建立基于遗传算法的小波神经网络光伏微网发电预测模型。结果表明,基于遗传算法的小波神经网络模型的学习能力和泛化能力更强,同时把气象预测数据作为网络的输入有利于提高模型的预测精度。

光伏微网系统静态转换开关设计与实现

通过使用静态转换开关(STS),实现光伏微网系统供电连续性和能量管理优化。针对STS的抗干扰能力和切换时间问题,改进了双向可控硅触发电路和dq变化法电压暂降检测方法,并设计了一个基于STM32F103VC的3.6 kW静态转换开关模块,改善了STS抗干扰能力,切换时间缩短至2.5 ms。该静态转换开关已经成功应用于3.6 kW的光伏微网系统中。实验结果验证了电路的可行性。

基于改进下垂法的光伏微网有功均分控制策略

光伏微网运行时,由于并联逆变器输出线路阻抗不等,采用传统阻性下垂控制会产生较大有功功率分配误差,针对此问题,提出一种基于虚拟阻抗条件下的自适应下垂控制策略。首先引入虚拟阻抗,消除各支路中的感性成分,使各支路阻性成分近似相等,从而减小输出线路阻抗差异。然后在引入虚拟阻抗的基础上,提出一种改进的自适应下垂控制策略,利用逆变器输出有功功率与无功功率作为反馈信号引进下垂控制方程中,实现有功下垂系数随功率输出的自适应调节,提高有功功率均分精度。仿真与实验结果验证了该策略可基本实现有功功率均分。

微网中光伏电源并网容量的优化配置研究

针对光伏微网系统中光伏并网容量的优化配置展开了深研究,以网损微增率指标对节点进行排序,采用该指标对微网中光伏电源并网进行了位置的最优配置。在选择光伏电源并网位置的基础上,将微网中光伏电源并网容量的确定转化为同时考虑电压约束和网损降低的双目标非线性优化规划问题,采用近似线性变化对目标函数进行迭代求解,实现了光伏并网容量最大化。算例仿真结果验证了所提方法的正确性和可行性。

基于光伏微网的PI-dP&O高性能MPPT控制器的设计

通过采用PI-dP&O模块、Buck-Boost电路与具有电流闭环控制的抑制积分饱和的PI控制器相结合的策略,设计出一种具有高性能的MPPT控制器。此控制器具有软件实现简单、适应性好、成本低廉等优点。在Matlab实验平台上将此高性能的MPPT控制器与传统的MPPT控制器进行对比,并应用到光伏微网中,充分显示其优越性和可行性。

光伏微网系统孤岛检测技术研究

随着智能电网的建设,微网系统以其提高电力系统的供电可靠性和一定的调峰作用将成为智能电网的重要组成部分。微网系统的孤岛检测是其中重要的研究方向之一。论文采取主动式与被动式孤岛检测算法相结合并在传统的电压正反馈式孤岛检测技术上进行改进,研究优化选取反馈系数的方法,设置合理反馈系数以便该孤岛检测算法能适应各种功率等级的输出要求,并提高逆变器输出效率和不同功率等级条件下孤岛检测效率。实验表明该方案适用不同负载功率等级,在负载功率较小时逆变器输出效率达到95%,谐波含量比传统方法低0.85%,大功率负载时能够及时检测出孤岛。

考虑温度和光照季节差异性的光伏微网“源-荷-储”优化运行策略

文章针对离网型光柴储微网,充分考虑光照资源季节性周期变化特征,计及电源容量裕度、分布式电源出力特性以及供电可靠性等约束条件,建立了包含运行维护成本、燃料成本、负荷停电损失及新能源补贴等因素的优化经济运行目标函数,提出了根据光照或温度的季节相似性实现微网“源-荷-储”协调优化运行的新策略,并调用Matlab中的遗传算法求解。基于不同场景的算例分析结果表明,该策略在充分利用可再生能源的同时,还可显著提高光伏微网运行经济性。

并网型光伏微网系统的3G智能监控终端设计

提出一种使用3G智能监控终端完成并网型光伏微网系统的监控设计方案,由测量控制单元、3G无线通信模块、3G无线通信网络、主站系统四个主要部分组成.测控单元采集光伏微网发电系统的环境参数和系统参数存储并处理,通过3G无线通信网络传送到主站,主站进行智能分析和决策并下达到测控单元,通过Internet用户可异地实时监控,便于提高电能质量和电网运行的可靠性.

光伏微网系统中蓄电池充放电管理策略

光伏微网系统包括双向逆变器、铅酸蓄电池组、光伏组件、MPPT充电控制器。根据微网系统负载变化规律、双向逆变器容量、光伏组件容量来计算微网系统中铅酸蓄电池的容量,再通过双向逆变器与MPPT充电控制器的协调控制对铅酸蓄电池进行充、放电管理。同时,通过铅酸蓄电池的充、放电管理,实现光伏微网系统运行模式的无缝切换,增强微网系统的稳定性。

电网随机扰动下的光伏微网逆变器建模及控制研究

本文为了研究光伏微网逆变器系统在施加随机扰动时的控制方法及性能,在光伏微网逆变器系统的公共连接点信号上施加随机扰动,并考虑随机扰动情况下进行建模,采用引入积分补偿的预测控制方法,既可预测系统未来的输出状态,也能消除静态误差,有效地抑制逆变器输出的电流、电压失真现象,保持系统的稳定性。基于MATLAB的Simulink平台搭建了逆变器系统仿真模型,仿真结果得到逆变器输出的电流、电压的总谐波失真度(THD)分别为0.57%、2.57%,满足国家电网对总谐波失真度(THD≤5%)的标准,并且保证了输出波形的稳定。研究表明:这种改进后的控制方法可使在有随机扰动情况下的单相光伏微网逆变器系统保持稳定,对光伏微网的理论和应用研究具有一定的参考价值。