基于虚拟同步机技术的光伏发电系统低电压穿越控制方法

低电压穿越控制是保证光伏发电系统安全稳定并网运行的技术难题之一,提出了一种改进型虚拟同步发电机控制方法,以实现光伏发电系统低电压穿越控制。该策略针对对称故障和不对称故障两种情况,加入了限幅环节,并通过超级电容器储能单元控制直流母线电压并吸收过剩功率。利用Matlab/Simulink仿真软件搭建了光伏发电系统的仿真模型,分别对对称故障和不对称故障情况下改进型虚拟同步发电机控制策略进行了仿真研究,仿真结果验证了所提出控制方法的有效性和可行性。

小型光伏发电实验平台的设计与实现

为便于光伏发电技术的研究与教学工作,文章设计并实现了一套小型光伏发电实验平台。简要介绍了光伏发电技术的基本原理,分别设计了实验平台的硬件装置部分和软件部分,基于嵌入式技术和C#开发环境进行了实验平台的实现,并通过应用实例对其功能进行了验证。应用结果表明,该实验平台可有效的开展光伏电池的伏安特性实验、最大功率跟踪控制实验、逆变控制实验等多个常规实验,并具有简洁直观、人机交互友好,成本低的特点,并且可扩展性良好。

考虑大规模光伏并网发电系统的概率潮流计算

提出了一种基于典型日光照强度条件下的大规模光伏电站的出力模型,该模型考虑了环境因素对光伏电池的影响.在确定系统网架的条件下,使用该模型可以通过改进的蒙特卡洛模拟法和确定性潮流法进行含大规模光伏电站系统的概率潮流计算.文中通过利用改进的IEEE-14节点算例的两个方案对本方法进行了验证.

串联补偿线路对光伏发电系统稳定性影响

通过建立含串联补偿线路的无穷大电源-单光伏变换器系统的小信号分析模型,借鉴复转矩系数法,分析了不同串补度情况下串联补偿线路对电流控制与直流电压控制的影响,发现随着串补度的提高,电流控制的阻尼随之削弱,而直流电压控制则不受影响,对此分别给出了相应的物理解释。考虑到锁相环引起的负阻尼效应,发现串联补偿线路可能造成光伏变换器发生不稳定现象。在PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件中搭建了详细的模型,并对仿真模型进行了模态分析,时域仿真结果和模态分析证实了文中所提观点。

基于无迹卡尔曼滤波神经网络的光伏发电预测

针对光伏发电系统在不同天气状况下发电功率预测精度不高的问题,在分析传统方法的基础上,提出一种无迹卡尔曼滤波神经网络光伏发电预测方法。该方法利用无迹卡尔曼滤波实时更新神经网络模型的权重,以直流电压和电流作为系统的输入,以有功功率和无功功率作为系统的输出,分别建立两个独立的双输入单输出功率预测模型。实验结果表明:所提出的方法对有功功率和无功功率的预测精度分别为97.3%和94.2%,并且对天气具有良好的鲁棒性。

不平衡电网电压下光伏并网逆变器滑模直接电压/功率控制策略

不平衡电网电压下,光伏并网逆变器的输出功率和输出电流都将产生波动,给电力系统的稳定运行造成不利影响。根据光伏并网系统的数学模型,提出了光伏并网逆变器基于滑模控制的直接电压/功率控制策略。该控制策略可在电网电压不平衡时有效抑制并网逆变器输出有功功率和无功功率的波动。根据光伏并网逆变器输出功率和正、负序电流的关系,提出了以消除负序电流为控制目标的改进控制策略。此外,为提高系统的运行性能,提出了功率电流协调控制策略。最后,对所提出的控制策略进行了仿真分析,仿真结果验证了所提出控制策略的有效性。

含光伏直流微电网的功率分散协同控制技术研究

为了提高含光伏直流微电网系统的运行稳定性,提出了一种适用于光伏直流微电网的功率分散协同控制技术。该控制策略根据并网换流器的状态、直流电压的变化量以及蓄电池的荷电状态自动调节各端换流站的工作方式,同时开发了光伏发电单元的有功功率控制潜力,使其参与到微电网的多端功率协调控制中,不仅分担了系统的功率调节压力,还实现了光伏能量的优化利用。所提控制策略保证直流微电网系统在不同工况以及电网扰动下,能协调各端电力电子变流器及光伏电源共同维持系统的稳定运行。最后,在MATLAB/Simullink中建立模型,对光伏直流微电网在不同运行工况下进行仿真,验证所提出功率协调控制策略的有效性和可行性。

光伏发电微型逆变器建模与控制方法研究

光伏发电微型逆变器能够解决集中式逆变器可靠性差、效率低的问题,有着良好的应用前景。针对一种采取反激式拓扑结构的光伏发电微型逆变器,建立了其小信号分析模型。考虑到将其应用于低压配电网时需具备防逆流功能,分别设计了最大功率跟踪模式与负载电流跟踪模式下的控制方法,并利用遗传算法进行了控制器参数优化。仿真与试验表明,所提出的控制方法可使微型逆变器稳定地工作于最大功率跟踪模式与负载电流跟踪模式,并能够降低输出电流的谐波含量。

光伏组件发电功率衰减测试标准与方法

概述了光伏组件功率衰减测试标准,介绍了光伏组件发电功率衰减测试的实验室加速老化测试法和光伏电站实地测试法,对两种方法进行了比较,结合光伏电站光伏组件功率衰减测试实际情况,对未来光伏组件发电功率衰减测试工作进行了展望。

计及综合成本的风电–光伏–光热联合出力调度策略

以风电、光伏、光热发电为主的新能源发电发展迅速,多种新能源发电同时并网运行的联合出力调度问题亟待解决。在计及综合成本的前提下,兼顾电网运行约束,提出风电、光伏及光热联合出力调度策略。该调度策略综合考虑火电机组发电成本、风电、光伏发电与光热发电并网消纳的环境效益和运行维护成本、系统旋转备用成本、调峰容量购买成本以及电网安全运行约束等因素。最后,基于遗传算法求解模型,通过IEEE-30节点算例验证了该方法的有效性。仿真结果表明,该调度模型较之对比模型的综合成本降低了5.46%,该方法能合理调度各发电形式,保证电网运行的安全性与经济性。

基于SOC反馈调节的储能平抑光伏功率应用

储能系统对平抑光伏功率波动具有重要的作用。采用蓄电池与超级电容器混合储能,并根据蓄电池与超级电容器性能特点的不同,提出了基于低通滤波的混合储能协调控制方案及平抑光伏功率波动的控制策略。为防止蓄电池过度充放电,提出了SOC反馈调节蓄电池充放电滤波参数的方案,在保证混合储能能够平抑光伏功率的同时,延长蓄电池的使用寿命。实验表明,当光伏功率增加或突降时,混合储能可及时调整输出功率,补偿光伏功率缺额;当蓄电池SOC过高时,蓄电池可减少出力,防止蓄电池过充。实验验证了所提策略的可行性。

风光水多能互补发电系统日内时间尺度运行特性分析

多种能源互补发电协调运行逐步成为未来电力系统的发展方向,对其互补特性进行准确分析也显得尤为重要。结合多能互补发电系统的运行特点,利用互补系数将分系统评价与联合发电系统评价相结合,构建了适用于评价风光水互补特性的指标框架。基于该指标框架,以中国西部某省的风电场、光伏电站和水力发电站为例,对风光水互补发电运行特性进行了分析。结果表明,风光水互补发电系统的有功功率输出特性可以对系统负荷保持良好的跟踪,在日内时间尺度存在较强的互补性。

计及功率相关性的光伏电站群置信容量评估方法

由于光伏发电的随机性、间歇性等特点,评价光伏电站群置信容量时必须充分考虑光伏发电功率波动及光伏电站间功率的相关性。通过对光伏电站群功率特性的分析,采用Copula函数模拟光伏电站间功率相关性,建立计及太阳辐射时变性及功率相关性的光伏电站群功率模型,并以此评估光伏电站群置信容量。算例以IEEE—RTS79为规划系统,以缺电时间期望(loss of load expectation,LOLE)及电量不足期望(loss of energy expectation,LOEE)为指标,计算不同装机容量下光伏电站群置信容量。结果表明,与传统方法相比,本方法可以更实际地评估光伏发电的置信容量。

基于光伏接纳可行域的储能控制策略及经济性评价

储能系统具有时空平移性,被认为是结合新能源入网、提高既有电网接纳光伏规模的有效手段。对于不同控制目标储能系统控制策略不同,进而导致储能运行方式及电网的光伏接纳量不同。为提高光伏入网规模,提出基于光伏接纳可行域的储能控制策略,与常规储能控制策略进行对比,并计算其储能在不同功率下的需要的容量,之后对其进行综合效益评估。基于区域光伏电站群实测数据算例分析表明,较之按常规储能控制策略,可行域控制策略弃光量少且不存在过度调控,可提高光伏入网规模,且储能的成本主导着光伏电站的综合收益。

现货市场环境下交易模式对光伏电站投资的影响研究

现货市场环境下集中式光伏电站不同交易模式对其收益产生巨大影响,使其投资决策变得更加复杂。因此,针对现货市场中光伏电站3种交易模式,利用投资评估指标法和敏感度分析法研究其投资收益。首先分析了光伏电站3种不同交易模式的特性,建立不同交易模式下的收益模型;其次采用动态投资回收期、内部收益率、效益成本比等指标对比分析不同模式下光伏电站的投资回收效果,并采用敏感度分析法研究不同交易模式下电站对其他收益来源的依赖性;最后针对不同资源区的光伏电站进行案例分析。结果表明,在集中式现货市场下,签订中长期差价合约可以使投资评估指标最佳并减少政府补贴、建设成本以及电价波动的敏感度,减低对其他收入来源的依赖性,抵御价格波动风险,保证投资经济性。

光储联合发电系统的功率振荡特性分析与控制

高渗透光储并网发电系统功率振荡将因缺乏阻尼能力而威胁系统的动态稳定。首先分析通过调节光储系统的有功、无功增加系统阻尼的原理,并在光储联合系统并网功率控制的基础上,提出光储系统基于有功、无功控制的附加阻尼控制策略。该控制策略通过检测光伏侧直流电压变化,实现功率振荡过程中光伏并网逆变器和蓄电池储能系统的控制模式切换,使联合系统具备持续调节注入系统有功、无功功率的能力,并改善电网的阻尼特性。最后,基于渗透率约为30%的光储并网发电仿真系统,验证在系统出现振荡后,光储系统在所提控制策略下,具备通过快速功率调节抑制功率振荡的能力,从而实现多电源协调改善发电系统阻尼的控制目标。

基于虚拟同步电机的单级式光伏系统控制策略

为同时实现光伏系统的单级式接入以及光伏系统的惯性响应,提出了基于虚拟同步电机的单级式光伏系统控制策略。系统将光伏阵列以及蓄电池并联作为电源,通过DC/AC逆变器与交流负载和电网相连。电源侧通过粗调加微调的控制策略调整蓄电池侧双向DC/DC变流器的电压参考值实现单级式光伏系统的最大功率输出;离网运行时DC/AC逆变器一方面通过无功电压下垂控制直接调节逆变器输出电压。另一方面将有功频率下垂控制作为其调频器调节频率,并结合同步电机的转子运动方程,使逆变器模拟同步电机具有惯性的功能。在MATLAB/SIMULINK中建立了包含光伏阵列、蓄电池以及DC/DC和DC/AC变流器的单级式光伏系统并进行了时域仿真,仿真结果验证了所提控制能够有效改善频率的暂态响应,提高系统抗干扰能力。

一种用于光伏电站数据采集系统的数据处理方法

随着光伏电站的发展,光伏电站数据质量和数据处理问题对电站运行效率起到至关重要的作用。针对光伏电站数据采集系统采集数据的质量低,数据不完善等问题,构建了针对光伏电站数据采集系统的数据处理模型。通过分析异常数据类型,分别用判断域值和变量联合匹配的方法对其进行修正,然后处理缺失值,根据它们与不完全变量的关系,将缺失值分为随机和非随机两类。分别运用热卡填充法、多项式填补和均值填补等方法对缺失值进行填补,完成对光伏电站的数据处理,提高了光伏电站数据采集系统存储数据的质量和光伏电站数据的二次利用价值。

光伏逆变器电网电压故障支撑控制方法研究

为提升三相光伏并网逆变器接入电网的友好性,电网电压发生短暂故障时,三相光伏并网逆变系统需顺利穿越故障,并向电网注入无功功率来抬升系统电压,以达到支撑电网电压的目的。针对此目标,首先对三相光伏并网逆变器的整体控制策略及数学模型进行分析。其次,在对不平衡故障下各个分量正负序分解的基础上,提出基于α,β坐标系的并网电流参考计算方法,并对有功功率的二倍频波动进行了分析和研究。最后,搭建了物理实验平台,结果验证了所提控制方法在电网不平衡故障下的有效性、灵活性与优越性。

一种光伏电站逆变器综合评估方法

从逆变器故障率、逆变器效率、逆变器发电转换能力和故障维修率这4个方面对某电站的逆变器进行综合评估,为电站选取最优逆变器提供指导性建议,进而为提高光伏电站的发电效率做出贡献;此外,该方法还可指出逆变器的不足之处,为逆变器的生产厂家提供改进方向。