直流母线式光伏发电系统前级变换器的研究

直流母线式光伏发电系统前级DC/DC变换器不仅可以将光伏组件的输出电压与直流母线电压相匹配,还可以实现对光伏组件的最大功率跟踪控制。文中为分析的方便,忽略直流母线式光伏发电系统储能部分的充放电,重点对与光伏组件相连接的前级变换器进行研究。针对光伏发电系统对拓扑的要求,提出将采用不对称控制的电流馈入型半桥变换器应用到光伏发电系统中。控制型软开关技术不需要增加辅助开关就可以实现变换器的软开关,在减小变换器的体积和降低变换器成本的基础上,提高了光伏发电系统的整体效率。

光伏发电-超级电容储能并网系统的直流母线电压稳定控制

光伏发电并网系统因太阳能的周期性和间歇性会对电网造成扰动,影响电网的安全稳定运行。针对双级式光伏并网发电系统,在直流母线侧增加超级电容储能可以平抑光伏发电功率的波动。从控制功能的角度,将光伏发电-超级电容储能并网系统分为光伏发电、逆变器和超级电容储能3个功能独立的子系统;建立了各子系统的数学模型,并在此基础上分析确定各子系统分别实现最大功率跟踪控制、恒功率控制和直流母线电压稳定控制的具体方案;针对直流母线电压的稳定控制,提出一种基于鲁棒渐近跟踪控制的方法。通过模拟不同辐照强度,不同电网有功-无功功率需求等多种工况进行仿真验证。结果表明,所提控制功能划分合理,控制方法有效且兼有较好性能。

一种光伏发电系统直流电弧保护器性能评价技术

针对光伏串联电弧故障及断路器开断电弧产生的影响,对光伏串联电弧故障识别及断路器抑弧对于光伏系统安全运行的重要性进行了分析。通过采集不同供电条件、不同负载条件下的直流电弧波形,分析了直流电弧的时域和频域特征,提取了直流故障电弧关键特征参数,对光伏直流电弧保护控制箱产品进行了直流故障电弧测试,建立了标准的技术指标和产品试验方法。

海洋漂浮式光伏发电系统的发电成本降低方式分析

海洋漂浮式光伏发电作为漂浮式光伏发电新的发展方向,对全球可再生能源发展具有推动作用,引起了全球众多研究者的关注。目前,海洋漂浮式光伏发电仍处于发展阶段,存在发电成本高、输出功率不稳定等问题,难以实现大规模发展,因此,其仅占据新能源发电市场很小份额。从多源共生、产业联动、部件功能优化3个方面出发,对降低海洋漂浮式光伏发电系统发电成本的方式进行了分析,并对其未来发展进行了展望。由于目前海洋漂浮式光伏发电系统尚缺乏统一的标准和规范,中国政府应加强相关政策的制定和产业规划布局,通过协调企业间合作,推进市场培养,打造完整产业链,构建良性市场竞争环境。同时,相关研发机构也应加快推进海洋漂浮式光伏发电技术的研究,解决当前存在的发电成本高、能量损耗严重、电能供应不稳定等问题,推动海洋漂浮式光伏发电向大规模、大输出功率的方向发展。

光伏建筑一体化项目发电和直流配电系统设计实践

基于北京某光伏建筑一体化(BIPV)工程项目介绍了光伏发电直流配电系统,对光伏发电、直流配电2个子系统的设计、各系统设计的要点分析及系统的运行工况等进行了介绍,为后续BIPV工程的设计提供了参考。

适用于光伏发电系统的直流电能计量算法研究

随着光伏发电系统在全球范围内的迅速发展,电能计量的精度和实时性成为评估和优化光伏系统性能的关键因素。传统的交流电能计量方法已不能满足直流光伏系统的需求,而直流电能计量则具有更高的精度要求。文章通过深入研究光伏发电系统中的直流电能计量问题,提出了一种基于离散采样和误差修正的计量算法,能够在复杂环境下有效提高电能计量的精度。首先,文章分析了光伏发电系统中直流电能的基本计量原理,设计了数据采集与处理流程,并提出了优化算法。通过仿真和实际应用验证,该算法能够在采样波动和外部环境变化情况下,保持较高的计量精度。

含光伏发电系统的柔性直流配电网无功电压控制技术研究

目前,可能引发分布式光伏发电并网系统电压越限的因素较多,导致电压偏差的控制难度较大,因此,文章对含光伏发电系统的柔性直流配电网无功电压控制技术进行了研究,结合分布式光伏发电并网结构,分析了输出功率与负载功率之间的不平衡导致的配电网电压波动,并采用将动态型补偿装置——可缩放矢量图形(SVG)与分布式调相机相结合的方式,构建了一个多层次、多环节的协同无功电压控制体系,开展具体的控制管理,以期为相关研究者提供有益参考。

光伏发电系统容配比与功率限值整定方法

为在保证系统可靠运行的前提下实现光伏发电系统发电量最大化,提出一种以光伏发电系统度电成本为目标的容配比与变功率限值整定方法,分析容配比和变功率限值对光伏逆变器可靠性以及系统发电量的影响规律,建立考虑功率器件寿命的光伏发电系统容配比与功率限值参数优化整定模型,并利用启发式算法进行模型求解。最后,不同纬度地区的算例分析结果验证所提整定方法的有效性。

基于嵌入式的光伏发电自动跟踪控制系统设计及应用效果分析

光伏发电可以解决能源危机及环境问题,是新型的绿色可再生能源,通过太阳能获取电能,可以运用嵌入式光伏发电自动跟踪控制系统,通过跟踪太阳位置变化设计跟踪器角度,从而调整电池板接受光源角度,以便最大限度地接受太阳辐射能量,提升发电效率。该文对嵌入式光伏发电自动跟踪控制进行硬件及软件设计分析,结合实际运行环境设计调式软件,并将其投入实际工程中监测运行效果,通过调整运行程序后取得的数据达到预期要求,设计理念符合工程要求。

基于LVRT的分布式光伏并网系统的继电保护

围绕两级三相式光伏并网发电系统进行深入研究,探讨基于LVRT的光伏并网系统的继电保护配置方案。在分析两级三相式光伏并网发电结构和最大功率跟踪控制技术的基础上,建立光伏并网逆变器双闭环控制模型。仿真数据表明,考虑LVRT能力后,分布式光伏接入电网系统,整定值满足继电保护的要求,未出现误动、拒动情况。

高能效直流模块式光伏发电系统性能评估

为了提高光伏发电系统在阴影和失配条件下的能效,保护光伏模组,提出一种基于并联直流模块的光伏发电系统结构,并与已有的串联直流模块和旁路直流模块式光伏发电系统进行了比较分析,综合评估了3种高能效直流模块式光伏发电系统的性能和特点。

基于碲化镉的分布式光伏发电系统设计研究

分布式光伏发电是未来新能源在建筑领域发展的主要形式,而碲化镉发电玻璃由于其具有建材及发电的双属性,受到越来越多的关注。主要结合碲化镉发电玻璃的性能特点、应用形式,研究基于碲化镉的分布式光伏发电系统设计。结合具体案例介绍其电气设计,预测社会、经济效益,阐述存在的问题。

可降低母线电压波动的两级式光伏发电系统低电压穿越策略

为提高两级式光伏发电系统的低电压穿越能力和直流母线电压的稳定性,提出了一种新型的低电压穿越控制策略,该控制策略采用无差拍控制,并结合电流预测算法,提高系统响应速度。在电网电压检测方面,采用了基于正序分量的二阶广义积分器的锁相环技术,实现了精确锁相和电网电压的正负序分离;在直流母线电压控制方面,引入瞬时电流前馈补偿,降低了故障期间直流母线电压的波动;在低电压穿越期间,发出无功功率支撑电网电压的恢复,满足技术要求。最后在Matlab/Simulink中建立了仿真模型,仿真结果表明了文章所提控制策略的可行性。

光伏发电系统中嵌入式滤波直流电路的应用研究

提出利用隔离型Buck类电路中的变压器漏感和增加的交叉耦合电容构成嵌入式滤波器实现输入电流的正向连续的思路。在分析已有带嵌入式滤波变换器的基础上,归纳出此类电路拓扑构成的一般规律,进而生成了带嵌入式滤波的半桥电路,并进行实验验证。实验结果表明:嵌入式滤波半桥电路能正常工作,输入电流正向连续,开关器件电流应力降低,比传统的半桥电路功率密度高。在多数工况下,效率均高于传统的半桥电路。

小型户用储能式光伏发电控制系统

设计了小型户用储能式光伏系统整体方案,重点介绍了整体电路设计情况,研究了控制系统中的最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制原理。逆变器是系统的核心,重点研究了逆变器的离网工作模式、并网工作模式以及双模式之间的切换,介绍了逆变器中的主要硬件及技术参数。利用MATLAB软件对设计的控制系统进行模拟仿真分析,发现系统达到了预期效果,可以实现小型户用储能式光伏发电过程的有效控制。

漂浮式光伏发电系统在海洋环境中的腐蚀效应

漂浮式光伏发电系统作为一种新型的光伏发电系统,具有在海洋环境中广阔的应用前景。然而在实际操作中,海洋环境中的腐蚀效应对漂浮式光伏发电系统的运行和维护提出了挑战。海洋环境饱含着高盐度、高湿度、大气腐蚀和微生物腐蚀等因素,这些因素会对漂浮式光伏发电系统的材料和设备产生腐蚀作用,导致性能下降、寿命缩短甚至严重损坏。为了确保漂浮式光伏发电系统在海洋环境中的稳定运行和长期使用,需要进行材料的选择和腐蚀防护技术的研究。本文综述了海洋环境中腐蚀对漂浮式光伏发电系统的影响以及相应的腐蚀保护措施,并展望了未来的研究趋势。

计及稳压率和经济性的城轨直流牵引供电光储系统深度Q网络优化控制方法

光伏应用于直流牵引供电系统可提高新能源渗透率、降低系统能耗,但可再生能源出力的不确定性及列车负荷的强波动性增加了控制策略的寻优难度。针对该问题,提出一种基于深度强化学习的控制策略优化方法。该方法基于深度Q网络,将源-储-荷能量管理系统作为智能代理,通过光伏出力、储能荷电状态、牵引网压等外部状态训练代理,得到可实现系统经济可靠运行的优化策略。介绍源-储-荷综合系统的框架结构及传统控制策略,并对各设备进行外特性建模;对源-储-荷综合系统的能量管理问题开展马尔可夫决策过程建模,确立强化学习框架;根据某市域线路数据在MATLAB平台上进行仿真以验证所提方法的有效性。研究结果表明,所提方法通过动态调整储能电压阈值,可实现控制策略优化;通过与几种传统控制策略对比可知,所提方法在兼顾系统稳压水平与运行经济性方面占据优势;不同环境下的收敛效果对比体现了所提方法的可继承性,并在多组测试样本下验证了该方法的普适性。

直流模块式光伏发电系统前级DC/DC变换研究

针对传统集中式光伏发电系统结构存在的问题,介绍了直流模块式光伏发电结构,并利用反激变换器作为直流模块式光伏发电系统的前级直流模块,采用变步长的滞环比较法实现光伏电池的最大功率跟踪控制,采用带有输入电压前馈控制的电压闭环控制策略实现直流母线的稳压控制。试验结果表明,该方案可行。

面向光伏平抑考虑SOH与SOC的电池储能系统功率分配方法

针对电池储能系统(BESS)参与光伏平抑时寿命损耗较高的问题,提出面向光伏平抑考虑健康状态(SOH)与荷电状态(SOC)的BESS功率分配方法。首先,将光伏并网标准、BESS容量和最大充放电功率作为约束条件,建立以并网波动率、BESS寿命损耗和SOC恢复为目标的光伏并网指令优化模型,并利用改进天鹰优化的改进雨流计数法进行求解;然后,设计BESS两级功率分配策略,在传统容量二分法的基础上引入离群组,并动态调整电池组容量,提出兼顾SOH和SOC的BESS动态分组方法,实现功率指令从BESS向电池组的初级分配,并进一步结合电池单元SOH与SOC的标准差与极差动态估计各电池单元响应能力,设计基于SOH/SOC均衡原则的电池单元功率分配方法,实现功率指令从电池组向电池单元的次级分配;最后,电池单元响应功率指令完成调节。采用某配备BESS的光伏电站的冬季典型日出力进行仿真验证,并与其他多种方案进行对比,结果表明,所提方法在满足光伏并网波动率的要求下,降低了电池SOH差异,增强了电池单元SOC一致性,减少了BESS寿命损耗。

城轨柔性直流牵引供电系统光伏发电并入方式研究

针对城市轨道交通光伏发电功率并网问题,开展城轨柔性直流牵引供电系统光伏发电接入方式研究.基于柔性直流牵引供电系统结构,分析了光伏发电功率不同接入方式及其特点,建立了光伏接入柔性直流牵引供电系统情况下系统动态运行仿真模型,进行了多列车动态运行时光伏发电功率接入的仿真分析,阐明了光伏接入柔性直流牵引供电系统后潮流参数的变化规律及节能效果.研究结果表明,光伏发电并入城轨柔性直流牵引供电系统的功率会优先被附近列车吸收,有效降低了双向变流机组从交流电网吸收的能量,提高了系统运行的经济性.