应用于光伏电站的快速功率跟踪控制策略
发布时间：2021-08-23 16:16
提出一种光伏（PV）快速功率跟踪控制策略,先将站内所有的PV逆变器划分成样本型和普通型,样本型逆变器以最大自然发电功率运行,并将自身的电气参数传递给上层快速功率控制装置以获取潜在最大功率。普通型逆变器处于限功率状态,当收到上层装置发送的功率提升目标值后,将功率和直流电压指令值作为内部程序中电压环和电流环的参考值,到达对应的次最大功率点处再继续追踪运行。通过实验验证,该方法解决了常规算法功率调节速率慢的问题,实现了逆变器30 ms以内的功率双向调节,避免了逆变器因直流电压下降而脱网的风险,满足现场PV电站的快速性需求。
【文章来源】：电力电子技术. 2020,54(10)北大核心CSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
图３快速功率控制内部拓扑图??Ｆｉｇ．?３?ＰＶ?ｆａｓｔ?ｐｏｗｅｒ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｉｎｔｅｒｎａｌ?ｔｏｐｏｌｏｇｙ??
Ｗ，当降功率指令??Ｐ，＝０?ｋＷ，逆变器降功率响应波形如图８ａ所示，经??过２２?ｍｓ降到０?ｋＷ处运行。??三相交流电流波形在升功率瞬间未发生大波??动和畸变，如图８ｂ所示。??电压Ｃ／ｉｉｃ??Ｉ快速功书控制??１?Ｐｔ?？??快速调节??指令比较／电流??ＪＧＯＯＳＥ??指令??内环ＰＩ控制??反变换Ｉ??图３快速功率控制内部拓扑图??Ｆｉｇ．?３?ＰＶ?ｆａｓｔ?ｐｏｗｅｒ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｉｎｔｅｒｎａｌ?ｔｏｐｏｌｏｇｙ??功率切换到直流电压??功率处／Ｖ，如图４所示。??ｐ＋Ａｉ／对应的次最大??￥??（ａ＞样本型逆变器（自然发电）?（ｂ＞受控型逆变器??图４逆变器快速功率跟踪控制图??Ｆｉｇ．?４?Ｉｎｖｅｒｔｅｒ?ｆａｓｔ?ｐｏｗｅｒ?ｔｒａｃｋｉｎｇ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｃｈａｒｔ??③将ｐ，通过内部ｐｉ控制处理成电流参考指??令值ＡＡＡ／作为电流内环的目标值提供给电流??内环执行（Ａ／为逆变器功率安全阈值，Ａ／取值为??逆变器功率额定值的０．８％￣０．９５％）。??④逆变器从／Ｖ处开始，基于大小进行??下一步调节：Ｐ，＞／Ｖ时，逆变器继续ＭＰＰＴ算法，将??输出功率调整至样本型逆变器自然最大功率值??上；矣Ｐｍ＇时，逆变器功率调节至目标功率点处。??当电网出现故障，需要ＰＶ电站快速降低功??率时，上层快速功率控制装置将降功率目标值／＞，??提供给受控型逆变器，逆变器直接限制功率输出??到Ｐ，处运行。控制算法流程图如图５所示。??１调节至目标功率点ｆ，｜??｜ＭＰＰＴ自然跟踪到Ｍ大功串ｊ］??图５快速功率跟踪控制算法图??Ｆｉｇ．?５?Ｆａｓｔ?ｐｏｗｅｒ?ｔｒａｃｋｉｎｇ
０Ｖ，Ａ／＝９５％。样本型逆变器??工作在３６０?ｋＷ，受控型逆变器运行在〇?ｋＷ，当有??功功率指令／＞ｌ＝３６０?ｋＷ时，设定ｆ／ｔ＝５８０?Ｖ，受控型??逆变器升功率响应波形如图６ａ所示，功率响应时??间为１８?ｍｓ，直流电压变化很快降至！７，＋Ａｆ／＝６００?Ｖ??处。三相交流电流波形在升功率瞬间未发生大的??波动和畸变，如图６ｂ所示。??运行在４００?ｋＷ，当上调功率指令值＝６３０?ｋＷ，超??出样本型逆变器的功率值，设定（／ｉ＝５８〇?Ｖ，逆变器??升功率响应波形如图７ａ所示，经过５５?ｍｓ回到自??身能够达到的最大功率点上运行。??三相交流电流波形在升功率瞬间没有发生大??的波动和畸变，如图７ｂ所示。??＂１００?３００?５００?Ｙ５０?２００?２５０?３００?３５０??／／ｍｓ?／／ｍｓ??（ａ）逆变器升功率响应波形?（ｂ）三相交流电流波形??图７实验波形２??Ｆｉｇ．?７?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｗａｖｅｆｏｒｍｓ?２??受控型逆变器运行在３８０?ｋＷ，当降功率指令??Ｐ，＝０?ｋＷ，逆变器降功率响应波形如图８ａ所示，经??过２２?ｍｓ降到０?ｋＷ处运行。??三相交流电流波形在升功率瞬间未发生大波??动和畸变，如图８ｂ所示。??电压Ｃ／ｉｉｃ??Ｉ快速功书控制??１?Ｐｔ?？??快速调节??指令比较／电流??ＪＧＯＯＳＥ??指令??内环ＰＩ控制??反变换Ｉ??图３快速功率控制内部拓扑图??Ｆｉｇ．?３?ＰＶ?ｆａｓｔ?ｐｏｗｅｒ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｉｎｔｅｒｎａｌ?ｔｏｐｏｌｏｇｙ??功率切换到直流电压??功率处／Ｖ，如图４所示。??ｐ＋Ａｉ／对应的次最大??￥??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于开路电压法光伏电池最大功率追踪器[J]. 钟长艺,康龙云,聂洪涛,李贞姬. 电力电子技术. 2011(07)
[2]分布式光伏发电并网功率直接控制方法[J]. 陈树勇,鲍海,吴春洋,张东霞,韩奕. 中国电机工程学报. 2011(10)
[3]基于动态等效阻抗匹配的光伏发电最大功率点跟踪控制[J]. 郑颖楠,王俊平,张霞. 中国电机工程学报. 2011(02)
[4]具有改进最大功率跟踪算法的光伏并网控制系统及其实现[J]. 周德佳,赵争鸣,袁立强,冯博,赵志强. 中国电机工程学报. 2008(31)
[5]光伏阵列最大功率点跟踪控制方法综述[J]. 周林,武剑,栗秋华,郭珂. 高电压技术. 2008(06)
[6]几种光伏系统MPPT方法的分析比较及改进[J]. 徐鹏威,刘飞,刘邦银,段善旭. 电力电子技术. 2007(05)
[7]单级式光伏并网逆变系统中的最大功率点跟踪算法稳定性研究[J]. 吴理博,赵争鸣,刘建政,王健,刘树. 中国电机工程学报. 2006(06)
[8]太阳能发电变频器驱动系统的最大功率追踪控制法[J]. 戴欣平,马广,杨晓红. 中国电机工程学报. 2005(08)
本文编号：3358192
【文章来源】：电力电子技术. 2020,54(10)北大核心CSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
图３快速功率控制内部拓扑图??Ｆｉｇ．?３?ＰＶ?ｆａｓｔ?ｐｏｗｅｒ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｉｎｔｅｒｎａｌ?ｔｏｐｏｌｏｇｙ??
Ｗ，当降功率指令??Ｐ，＝０?ｋＷ，逆变器降功率响应波形如图８ａ所示，经??过２２?ｍｓ降到０?ｋＷ处运行。??三相交流电流波形在升功率瞬间未发生大波??动和畸变，如图８ｂ所示。??电压Ｃ／ｉｉｃ??Ｉ快速功书控制??１?Ｐｔ?？??快速调节??指令比较／电流??ＪＧＯＯＳＥ??指令??内环ＰＩ控制??反变换Ｉ??图３快速功率控制内部拓扑图??Ｆｉｇ．?３?ＰＶ?ｆａｓｔ?ｐｏｗｅｒ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｉｎｔｅｒｎａｌ?ｔｏｐｏｌｏｇｙ??功率切换到直流电压??功率处／Ｖ，如图４所示。??ｐ＋Ａｉ／对应的次最大??￥??（ａ＞样本型逆变器（自然发电）?（ｂ＞受控型逆变器??图４逆变器快速功率跟踪控制图??Ｆｉｇ．?４?Ｉｎｖｅｒｔｅｒ?ｆａｓｔ?ｐｏｗｅｒ?ｔｒａｃｋｉｎｇ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｃｈａｒｔ??③将ｐ，通过内部ｐｉ控制处理成电流参考指??令值ＡＡＡ／作为电流内环的目标值提供给电流??内环执行（Ａ／为逆变器功率安全阈值，Ａ／取值为??逆变器功率额定值的０．８％￣０．９５％）。??④逆变器从／Ｖ处开始，基于大小进行??下一步调节：Ｐ，＞／Ｖ时，逆变器继续ＭＰＰＴ算法，将??输出功率调整至样本型逆变器自然最大功率值??上；矣Ｐｍ＇时，逆变器功率调节至目标功率点处。??当电网出现故障，需要ＰＶ电站快速降低功??率时，上层快速功率控制装置将降功率目标值／＞，??提供给受控型逆变器，逆变器直接限制功率输出??到Ｐ，处运行。控制算法流程图如图５所示。??１调节至目标功率点ｆ，｜??｜ＭＰＰＴ自然跟踪到Ｍ大功串ｊ］??图５快速功率跟踪控制算法图??Ｆｉｇ．?５?Ｆａｓｔ?ｐｏｗｅｒ?ｔｒａｃｋｉｎｇ
０Ｖ，Ａ／＝９５％。样本型逆变器??工作在３６０?ｋＷ，受控型逆变器运行在〇?ｋＷ，当有??功功率指令／＞ｌ＝３６０?ｋＷ时，设定ｆ／ｔ＝５８０?Ｖ，受控型??逆变器升功率响应波形如图６ａ所示，功率响应时??间为１８?ｍｓ，直流电压变化很快降至！７，＋Ａｆ／＝６００?Ｖ??处。三相交流电流波形在升功率瞬间未发生大的??波动和畸变，如图６ｂ所示。??运行在４００?ｋＷ，当上调功率指令值＝６３０?ｋＷ，超??出样本型逆变器的功率值，设定（／ｉ＝５８〇?Ｖ，逆变器??升功率响应波形如图７ａ所示，经过５５?ｍｓ回到自??身能够达到的最大功率点上运行。??三相交流电流波形在升功率瞬间没有发生大??的波动和畸变，如图７ｂ所示。??＂１００?３００?５００?Ｙ５０?２００?２５０?３００?３５０??／／ｍｓ?／／ｍｓ??（ａ）逆变器升功率响应波形?（ｂ）三相交流电流波形??图７实验波形２??Ｆｉｇ．?７?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｗａｖｅｆｏｒｍｓ?２??受控型逆变器运行在３８０?ｋＷ，当降功率指令??Ｐ，＝０?ｋＷ，逆变器降功率响应波形如图８ａ所示，经??过２２?ｍｓ降到０?ｋＷ处运行。??三相交流电流波形在升功率瞬间未发生大波??动和畸变，如图８ｂ所示。??电压Ｃ／ｉｉｃ??Ｉ快速功书控制??１?Ｐｔ?？??快速调节??指令比较／电流??ＪＧＯＯＳＥ??指令??内环ＰＩ控制??反变换Ｉ??图３快速功率控制内部拓扑图??Ｆｉｇ．?３?ＰＶ?ｆａｓｔ?ｐｏｗｅｒ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｉｎｔｅｒｎａｌ?ｔｏｐｏｌｏｇｙ??功率切换到直流电压??功率处／Ｖ，如图４所示。??ｐ＋Ａｉ／对应的次最大??￥??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于开路电压法光伏电池最大功率追踪器[J]. 钟长艺,康龙云,聂洪涛,李贞姬. 电力电子技术. 2011(07)
[2]分布式光伏发电并网功率直接控制方法[J]. 陈树勇,鲍海,吴春洋,张东霞,韩奕. 中国电机工程学报. 2011(10)
[3]基于动态等效阻抗匹配的光伏发电最大功率点跟踪控制[J]. 郑颖楠,王俊平,张霞. 中国电机工程学报. 2011(02)
[4]具有改进最大功率跟踪算法的光伏并网控制系统及其实现[J]. 周德佳,赵争鸣,袁立强,冯博,赵志强. 中国电机工程学报. 2008(31)
[5]光伏阵列最大功率点跟踪控制方法综述[J]. 周林,武剑,栗秋华,郭珂. 高电压技术. 2008(06)
[6]几种光伏系统MPPT方法的分析比较及改进[J]. 徐鹏威,刘飞,刘邦银,段善旭. 电力电子技术. 2007(05)
[7]单级式光伏并网逆变系统中的最大功率点跟踪算法稳定性研究[J]. 吴理博,赵争鸣,刘建政,王健,刘树. 中国电机工程学报. 2006(06)
[8]太阳能发电变频器驱动系统的最大功率追踪控制法[J]. 戴欣平,马广,杨晓红. 中国电机工程学报. 2005(08)
本文编号：3358192
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3358192.html
