高分散地区光伏发电协调控制策略研究
发布时间：2021-12-16 10:27
在国家政策的大力推动下,可再生分布式能源的推广利用是我国能源发展的重要发展方向。高分散地区居民合理地利用当地地理条件安装分布式发电系统进行发电,在保障自身用电质量的本身还能够有效地创造经济效益。针对分布式光伏发电系统目前存在的发电技术、用户侧负荷管理方面存在的问题进行探讨,进行了光伏及储能接入对电网的影响机理分析,分析了高分散地区居民用电模式并建立了相应的数学分析模型,最后实现了高分散地区发-储-用协调控制并保证了光伏电能的有效消纳。
【文章来源】：电源技术. 2020,44(07)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
图３?外部环境对光伏运行的影响??生谐波，主要有高次谐波以及低次谐波
究与设计??图４?高、低次谐波产生原理??分布式光伏系统谐波畸变率主要受辐照强度及外部环境??温度影响，具体如图５（ａ）所示，谐波电流畸变率会随辐照强度??升高而降低，随温度上升而上升。如图５（ｂ）所示，并网点谐波??电压畸变率随着温度及辐照度的升高而上升，但总体的畸变??率维持在０．７％？１．１％之间。??综上所述，光伏系统接人电网侧主要对电网产生的影响??有：接入点母线电压发生电压偏差；母线电压发生电压波动和??电压闪变现象；产生随外部环境变化的畸变谐波电流电压。??１．２储能接入对电网影响机理分析??常见的储能系统有电池储能系统、超级电容器储能系统、??超导储能系统（ＳＭＥＳ），这些储能系统有着类似的结构特征，主??要由储能元件、并网换流器及控制系统组成［４］。??本文在ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ软件中对储能系统进行模型搭??桥??ｂ关断—！??下开??桥??关断??死区时间??藏等地具有较好的分布式发电环境，利用分布式光伏发电能??够有效地改善供电质量、提高供电可靠性及降低当地居民的??用电成本。??分布式光伏电源的接入使得原有的配电系统成为有源系??统，改变原有的潮流单一流向及潮流大小，使得配电系统更为??复杂Ｍ。因此本节针对分布式光伏及储能接入对原有供电网??络的影响进行展开分析。??１．１分布式光伏接入对电网影响机理分析??１．１．１电压偏差??光伏发电系统在结构上主要由光伏阵列、直流侧电容器、??光伏逆变器及三相电网组成，如图１所示。??光伏阵列?电容器?逆变器?电ＳＷ??在光伏系统接入到电网侧后，原始的系统潮流将发生流??向及大小上的改变，如图２所示。??图２?光伏
对光伏组件的运行过程??进行分析，对其进行最大功率点追踪使光伏发电设备处于发??电效率最大化。通过最大功率追踪技术（ＭＰＰＴ）可最大化地实??现光伏设备能够在大部分时间内运作于发电功率最大点??但也存在一定的弊端，受到光伏组件的温度及太阳辐照强度??变化的影响，使得ＭＰＰＴ技术在实际使用时会受到一定的影??响，诸如系统频繁地进行最大功率点追踪，无法稳定地运行于??最大功率点，其次针对多峰情况下无法实现可靠有效的识别，??因此需要采用相应的改进算法来进行ＭＰＰＴ技术改进？。??如图９所示ＭＰＰＴ控制器通过采集光伏组件输出的电??压、电流值，并经过计算后得到开关Ｓ的占空比，其次发送给??ＰＷＭ发生器产生相应的ＰＷＭ脉冲信号来驱动开关管Ｓ的??通断，电容器Ｃｐｖ的作用是用来抑制光伏组件输出的谐波，??是直流储能电容。??ＭＰＰＴ最大功率点追踪方面应用较为多的是扰动观察法，??图９?基于Ｂｏｏｓｔ电路的的光伏ＭＰＰＴ控制电路??但这一方法在实际使用时存在追踪时长过长、扰动步长不易??选取等缺陷，因此需要选取合适的方法来进行最大功率点追??踪［１２］。??光伏输出功率为：??Ｐｒ４ｘ?Ｕｋ?（８）??输出功率最大点一定满足以下约束条件：??△尸＝巧Ｕ〇??＝?（９）??［ＡＵ??但是需要考虑到多峰值的情况出现，因此需要进行验证??操作。当在查找到符合条件的最大功率点时，需要进行在现有??功率点的基础上进行大步长扰动测试以避免局部最大现象出??现，具体的控制策略流程图如图１０所示。??图１０?最大功率点追踪流程图??如图１０所示，通过历史数据库记录的历史最大功率点，??依据不同的地区天气情况进行初始最大
【参考文献】：
期刊论文
[1]分布式光伏接入对配电网电能质量影响的研究[J]. 李成升,张华赢,李艳. 电工技术. 2019(18)
[2]提高山地光伏发电量的实践与思考[J]. 徐振虎. 电力设备管理. 2019(08)
[3]一种变步长扰动观察法在光伏MPPT中的应用[J]. 张光明,刘毅力,马龙涛,叶炳均. 西安工程大学学报. 2019(04)
[4]基于用户负荷的用电模式分析方法[J]. 邓明斌,谭致远,陈广开,韩玮,徐志淼. 计算机与数字工程. 2019(05)
[5]分布式光伏/储能系统多运行模式协调控制策略[J]. 杨子龙,宋振浩,潘静,陈卓,王一波. 中国电机工程学报. 2019(08)
[6]光伏发电系统最大功率点跟踪技术综述[J]. 靳肖林,文尚胜,倪浩智,杨禹轩,文玉良. 电源技术. 2019(03)
[7]不同用电量下分布式光伏发电功率自动跟踪方法[J]. 魏晓蔚,岳玉先. 自动化与仪器仪表. 2018(12)
[8]分布式光伏发电接入对配电网电能质量的影响分析[J]. 孙换春,拓行. 延安大学学报(自然科学版). 2018(04)
[9]变PWM步长的爬山法在光伏发电系统中的应用[J]. 裴贝贝,王维庆,王海云,李媛. 电测与仪表. 2018(23)
[10]一种改进的光伏电池最大功率点跟踪控制方法[J]. 李雅梅,隋瑒. 电源技术. 2015(07)
硕士论文
[1]基于用电模式约束的智能家庭用电行为分析方法研究[D]. 何通海.北京工业大学 2018
本文编号：3537978
【文章来源】：电源技术. 2020,44(07)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
图３?外部环境对光伏运行的影响??生谐波，主要有高次谐波以及低次谐波
究与设计??图４?高、低次谐波产生原理??分布式光伏系统谐波畸变率主要受辐照强度及外部环境??温度影响，具体如图５（ａ）所示，谐波电流畸变率会随辐照强度??升高而降低，随温度上升而上升。如图５（ｂ）所示，并网点谐波??电压畸变率随着温度及辐照度的升高而上升，但总体的畸变??率维持在０．７％？１．１％之间。??综上所述，光伏系统接人电网侧主要对电网产生的影响??有：接入点母线电压发生电压偏差；母线电压发生电压波动和??电压闪变现象；产生随外部环境变化的畸变谐波电流电压。??１．２储能接入对电网影响机理分析??常见的储能系统有电池储能系统、超级电容器储能系统、??超导储能系统（ＳＭＥＳ），这些储能系统有着类似的结构特征，主??要由储能元件、并网换流器及控制系统组成［４］。??本文在ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ软件中对储能系统进行模型搭??桥??ｂ关断—！??下开??桥??关断??死区时间??藏等地具有较好的分布式发电环境，利用分布式光伏发电能??够有效地改善供电质量、提高供电可靠性及降低当地居民的??用电成本。??分布式光伏电源的接入使得原有的配电系统成为有源系??统，改变原有的潮流单一流向及潮流大小，使得配电系统更为??复杂Ｍ。因此本节针对分布式光伏及储能接入对原有供电网??络的影响进行展开分析。??１．１分布式光伏接入对电网影响机理分析??１．１．１电压偏差??光伏发电系统在结构上主要由光伏阵列、直流侧电容器、??光伏逆变器及三相电网组成，如图１所示。??光伏阵列?电容器?逆变器?电ＳＷ??在光伏系统接入到电网侧后，原始的系统潮流将发生流??向及大小上的改变，如图２所示。??图２?光伏
对光伏组件的运行过程??进行分析，对其进行最大功率点追踪使光伏发电设备处于发??电效率最大化。通过最大功率追踪技术（ＭＰＰＴ）可最大化地实??现光伏设备能够在大部分时间内运作于发电功率最大点??但也存在一定的弊端，受到光伏组件的温度及太阳辐照强度??变化的影响，使得ＭＰＰＴ技术在实际使用时会受到一定的影??响，诸如系统频繁地进行最大功率点追踪，无法稳定地运行于??最大功率点，其次针对多峰情况下无法实现可靠有效的识别，??因此需要采用相应的改进算法来进行ＭＰＰＴ技术改进？。??如图９所示ＭＰＰＴ控制器通过采集光伏组件输出的电??压、电流值，并经过计算后得到开关Ｓ的占空比，其次发送给??ＰＷＭ发生器产生相应的ＰＷＭ脉冲信号来驱动开关管Ｓ的??通断，电容器Ｃｐｖ的作用是用来抑制光伏组件输出的谐波，??是直流储能电容。??ＭＰＰＴ最大功率点追踪方面应用较为多的是扰动观察法，??图９?基于Ｂｏｏｓｔ电路的的光伏ＭＰＰＴ控制电路??但这一方法在实际使用时存在追踪时长过长、扰动步长不易??选取等缺陷，因此需要选取合适的方法来进行最大功率点追??踪［１２］。??光伏输出功率为：??Ｐｒ４ｘ?Ｕｋ?（８）??输出功率最大点一定满足以下约束条件：??△尸＝巧Ｕ〇??＝?（９）??［ＡＵ??但是需要考虑到多峰值的情况出现，因此需要进行验证??操作。当在查找到符合条件的最大功率点时，需要进行在现有??功率点的基础上进行大步长扰动测试以避免局部最大现象出??现，具体的控制策略流程图如图１０所示。??图１０?最大功率点追踪流程图??如图１０所示，通过历史数据库记录的历史最大功率点，??依据不同的地区天气情况进行初始最大
【参考文献】：
期刊论文
[1]分布式光伏接入对配电网电能质量影响的研究[J]. 李成升,张华赢,李艳. 电工技术. 2019(18)
[2]提高山地光伏发电量的实践与思考[J]. 徐振虎. 电力设备管理. 2019(08)
[3]一种变步长扰动观察法在光伏MPPT中的应用[J]. 张光明,刘毅力,马龙涛,叶炳均. 西安工程大学学报. 2019(04)
[4]基于用户负荷的用电模式分析方法[J]. 邓明斌,谭致远,陈广开,韩玮,徐志淼. 计算机与数字工程. 2019(05)
[5]分布式光伏/储能系统多运行模式协调控制策略[J]. 杨子龙,宋振浩,潘静,陈卓,王一波. 中国电机工程学报. 2019(08)
[6]光伏发电系统最大功率点跟踪技术综述[J]. 靳肖林,文尚胜,倪浩智,杨禹轩,文玉良. 电源技术. 2019(03)
[7]不同用电量下分布式光伏发电功率自动跟踪方法[J]. 魏晓蔚,岳玉先. 自动化与仪器仪表. 2018(12)
[8]分布式光伏发电接入对配电网电能质量的影响分析[J]. 孙换春,拓行. 延安大学学报(自然科学版). 2018(04)
[9]变PWM步长的爬山法在光伏发电系统中的应用[J]. 裴贝贝,王维庆,王海云,李媛. 电测与仪表. 2018(23)
[10]一种改进的光伏电池最大功率点跟踪控制方法[J]. 李雅梅,隋瑒. 电源技术. 2015(07)
硕士论文
[1]基于用电模式约束的智能家庭用电行为分析方法研究[D]. 何通海.北京工业大学 2018
本文编号：3537978
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