分布式光伏发电站的并网控制技术与系统设计
发布时间：2021-12-10 17:50
由于我国所处的地理位置,储量可观的太阳能资源条件得天独厚。发展可再生太阳能光伏并网发电技术,对于兑现节能减排的国际承诺、建设美丽中国至关重要。由于传统比例积分并网控制技术受系统参数影响较大,当逆变系统受扰、交流电网电压不平衡时并网逆变器输出电流波形畸变率较大。有必要对电网适应性强、鲁棒性能优越的并网控制技术进行研究,完成分布式光伏发电系统的最大功率跟踪控制及并网逆变控制的设计后,对20MW分布式光伏发电站项目展开系统设计。本论文的主要研究内容如下:（1）基于所选择的两级式并网逆变器MPPT单环控制结构,研究一种能够满足系统运行可靠与稳定性要求的改进可变步长电导增量MPPT控制算法。在MATLAB/Simulink仿真环境下搭建含前级DC/DC变换器的分布式光伏并网发电系统模型,在DC/DC变换环节实施改进电导增量法以追踪光伏系统的最大输出功率。（2）设计了基于超螺旋算法的二阶滑模控制策略以实现DC/AC逆变过程,该控制算法并网电流畸变率低,动态响应速度更快;在电网电压不平衡时能够消除并网电流的负序分量,保证并网电流的正弦化;该控制不需要锁相环,避免了电压正负序分量的分解。基于MATLA...
【文章来源】：河北科技大学河北省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1-4分布式光伏系统的并网结构
河北科技大学硕士学位论文14与扰动观测方法相比，基于功率预测电导增量法能够消除光伏阵列在最大功率点处的功率振荡和对于最大功率点的误判，且实现过程相对简单，控制更为可靠，当外界温度、太阳辐照度发生较大变化时，依然能够准确追踪最大功率点[44]；与基于人工智能算法的最大功率跟踪算法相比，基于功率预测电导增量法控制算法简单，需要整定的控制参数少，且在最大功率寻优的过程中对初值选取的要求较为宽松；综合实际工程项目可靠性要求及经济型原则，该控制方法的具体实现所选用传感器、数字信号处理器等相关硬件的造价也相对合理。2.4仿真分析2.4.1光伏并网仿真系统并网光伏发电系统结构如图2-6所示，系统包括太阳能电池阵列、DC/DC变换器、DC/AC逆变器、公共交流电网、交流负载和变压器等部件。每个太阳能电池阵列由64个光伏发电单元并联组成，每个光伏发电单元由5个组件串联而成，每个光伏组件的最大功率为315kW。DC/DC变换器采用最大功率跟踪控制，使用电导增量法追踪最大功率。DC/AC逆变器将500V直流电转换成380V交流电。图2-6光伏并网发电系统仿真结构2.4.2光伏电池MPPT仿真通过改变辐照度和温度观察对光伏发电系统功率的影响。光伏系统初始状态辐照度为600W/m2，温度为25℃，1s时辐照度由600W/m2变为1000W/m2，1.5s时辐照度由1000W/m2变为800W/m2，辐照度变化如图2-7(a)所示。2s时温度由25℃变
第2章光伏发电系统的最大功率跟踪控制15为40℃，2.5s时温度恢复到25℃，温度变化如图2-7(b)所示。得到光伏系统发电功率的变化如图2-7(c)所示，可以看出，光伏发电功率随着辐照度的增强而增大，随外界温度的升高而减小；并且相较于辐照度变化的情况，外界温度变化时光伏系统发电功率的波动程度校00.511.522.538009001000700t/s辐照度/W/m2(a)辐照度t/s00.511.522.532025303540温度/℃(b)温度00.511.522.53100200300400500光伏功率Ppv/kWt/s(c)光伏发电功率图2-7辐照度与温度变化时光伏发电功率变化2.4.3光伏并网系统输出特性设置光伏系统辐照度为600W/m2，温度为25℃，光伏组件电压如图2-8所示，Boost电路输出直流电压如图2-9所示。可以看出，这两者电压均能在较短时间达到稳定。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国分布式可再生能源发电发展现状与挑战[J]. 韩雪,任东明,胡润青. 中国能源. 2019(06)
[2]基于电导增量法与改进粒子群算法混合控制的最大功率点跟踪策略[J]. 徐建国,王海新,沈建新. 可再生能源. 2019(06)
[3]光伏系统功率跟踪算法的仿真平台设计及其实现[J]. 肖文波,余晓鹏. 现代电子技术. 2019(12)
[4]光伏并网逆变器控制策略研究[J]. 廖碧莲,唐江琦,吴誉寰,高中林. 分布式能源. 2019(03)
[5]家庭并网光伏发电系统仿真研究与分析[J]. 乔永力,徐红伟,孙坚. 电源技术. 2019(01)
[6]光伏MPPT拓扑电路与控制策略仿真研究[J]. 乔颖硕,周健,王波,叶金晶,黄勇亮. 电源技术. 2018(10)
[7]5kW单相非隔离逆变器的研制[J]. 刘玉芝,刘治聪,陈祖成,赵绍策. 河北科技大学学报. 2018(05)
[8]光伏LCL型并网逆变器的积分滑模容错控制策略[J]. 游国栋,李继生,侯勇,李铁生,李丹,荣宏伟. 太阳能学报. 2018(04)
[9]基于功率预测的新型变步长电导增量法最大功率点跟踪策略[J]. 盛四清,陈玉良. 电力系统保护与控制. 2017(23)
[10]一种不平衡负载下直流微电网电压脉动抑制方法[J]. 朱晓荣,张雨濛,荆树志. 电工技术学报. 2018(15)
博士论文
[1]单相双级光伏并网逆变器拓扑及其控制策略研究[D]. 刘江.华中科技大学 2019
[2]碲化镉柔性太阳能电池的制备与性能研究[D]. 汪俊.吉林大学 2018
硕士论文
[1]分布式光伏发电系统及并网研究[D]. 葛万鹏.山东大学 2019
[2]小功率光伏发电并网逆变器控制技术的研究[D]. 刘向辰.兰州理工大学 2018
[3]光伏DC/DC变换器最大功率跟踪算法研究与设计[D]. 袁博.武汉理工大学 2015
本文编号：3533106
【文章来源】：河北科技大学河北省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1-4分布式光伏系统的并网结构
河北科技大学硕士学位论文14与扰动观测方法相比，基于功率预测电导增量法能够消除光伏阵列在最大功率点处的功率振荡和对于最大功率点的误判，且实现过程相对简单，控制更为可靠，当外界温度、太阳辐照度发生较大变化时，依然能够准确追踪最大功率点[44]；与基于人工智能算法的最大功率跟踪算法相比，基于功率预测电导增量法控制算法简单，需要整定的控制参数少，且在最大功率寻优的过程中对初值选取的要求较为宽松；综合实际工程项目可靠性要求及经济型原则，该控制方法的具体实现所选用传感器、数字信号处理器等相关硬件的造价也相对合理。2.4仿真分析2.4.1光伏并网仿真系统并网光伏发电系统结构如图2-6所示，系统包括太阳能电池阵列、DC/DC变换器、DC/AC逆变器、公共交流电网、交流负载和变压器等部件。每个太阳能电池阵列由64个光伏发电单元并联组成，每个光伏发电单元由5个组件串联而成，每个光伏组件的最大功率为315kW。DC/DC变换器采用最大功率跟踪控制，使用电导增量法追踪最大功率。DC/AC逆变器将500V直流电转换成380V交流电。图2-6光伏并网发电系统仿真结构2.4.2光伏电池MPPT仿真通过改变辐照度和温度观察对光伏发电系统功率的影响。光伏系统初始状态辐照度为600W/m2，温度为25℃，1s时辐照度由600W/m2变为1000W/m2，1.5s时辐照度由1000W/m2变为800W/m2，辐照度变化如图2-7(a)所示。2s时温度由25℃变
第2章光伏发电系统的最大功率跟踪控制15为40℃，2.5s时温度恢复到25℃，温度变化如图2-7(b)所示。得到光伏系统发电功率的变化如图2-7(c)所示，可以看出，光伏发电功率随着辐照度的增强而增大，随外界温度的升高而减小；并且相较于辐照度变化的情况，外界温度变化时光伏系统发电功率的波动程度校00.511.522.538009001000700t/s辐照度/W/m2(a)辐照度t/s00.511.522.532025303540温度/℃(b)温度00.511.522.53100200300400500光伏功率Ppv/kWt/s(c)光伏发电功率图2-7辐照度与温度变化时光伏发电功率变化2.4.3光伏并网系统输出特性设置光伏系统辐照度为600W/m2，温度为25℃，光伏组件电压如图2-8所示，Boost电路输出直流电压如图2-9所示。可以看出，这两者电压均能在较短时间达到稳定。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国分布式可再生能源发电发展现状与挑战[J]. 韩雪,任东明,胡润青. 中国能源. 2019(06)
[2]基于电导增量法与改进粒子群算法混合控制的最大功率点跟踪策略[J]. 徐建国,王海新,沈建新. 可再生能源. 2019(06)
[3]光伏系统功率跟踪算法的仿真平台设计及其实现[J]. 肖文波,余晓鹏. 现代电子技术. 2019(12)
[4]光伏并网逆变器控制策略研究[J]. 廖碧莲,唐江琦,吴誉寰,高中林. 分布式能源. 2019(03)
[5]家庭并网光伏发电系统仿真研究与分析[J]. 乔永力,徐红伟,孙坚. 电源技术. 2019(01)
[6]光伏MPPT拓扑电路与控制策略仿真研究[J]. 乔颖硕,周健,王波,叶金晶,黄勇亮. 电源技术. 2018(10)
[7]5kW单相非隔离逆变器的研制[J]. 刘玉芝,刘治聪,陈祖成,赵绍策. 河北科技大学学报. 2018(05)
[8]光伏LCL型并网逆变器的积分滑模容错控制策略[J]. 游国栋,李继生,侯勇,李铁生,李丹,荣宏伟. 太阳能学报. 2018(04)
[9]基于功率预测的新型变步长电导增量法最大功率点跟踪策略[J]. 盛四清,陈玉良. 电力系统保护与控制. 2017(23)
[10]一种不平衡负载下直流微电网电压脉动抑制方法[J]. 朱晓荣,张雨濛,荆树志. 电工技术学报. 2018(15)
博士论文
[1]单相双级光伏并网逆变器拓扑及其控制策略研究[D]. 刘江.华中科技大学 2019
[2]碲化镉柔性太阳能电池的制备与性能研究[D]. 汪俊.吉林大学 2018
硕士论文
[1]分布式光伏发电系统及并网研究[D]. 葛万鹏.山东大学 2019
[2]小功率光伏发电并网逆变器控制技术的研究[D]. 刘向辰.兰州理工大学 2018
[3]光伏DC/DC变换器最大功率跟踪算法研究与设计[D]. 袁博.武汉理工大学 2015
本文编号：3533106
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