一种电网友好型光储分布式电源控制策略_温烨婷

专利名称：一种多电压源多微电网系统专利类型：实用新型专利
发明人：温烨婷,周锡卫
申请号：CN201320626233.3
申请日：20131012
公开号：CN203491718U
公开日：
20140319
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型属于新能源电力技术领域，具体涉及一种多电压源多微电网系统构架。

本实用新型通过第一电压源转子发电机组经交流低压控制柜的B开关并接第二电压源的第二电压源双端双向逆变装置，由第二电压源双端双向逆变装置通过C变压器连接第二电压源电力线，构成微电网A与微电网B直流过渡并接电力路径。

通过第二电压源双端双向逆变装置的双交流端使二个不同电压源并接，经直流平滑共享过渡，以此类推，可以使多个不同电压源及相应的微电网共同并接成多微电网互补系统，有效解决了多电压源在微电网中并接的关键技术难题，为大规模新能源电力微电网应用，提供了有效技术方案与途径。

申请人：周锡卫
地址：100102 北京市朝阳区南湖南路8号北楼2门301室
国籍：CN
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孤岛模式下光储交流微电网能量管理协调控制策略温素芳;王生铁;田桂珍【摘要】Considering the relationship of energy supply and demand among PV, battery and load, a coordinated control strategy for energy management of PV/battery AC microgrid during islanded operation is proposed. The control strategy adopts master-slave control approach, in which the battery working as the main source is able to charge or discharge so as to provide stable voltage amplitude and frequency for both load and PV inverter; while the PV system as the slave source can work either in maximum power point tracking (MPPT) or power limitation mode (PLM) according to the internal power balance; and the load switching control guarantees sustainable power supply for important loads and prevents the battery from over discharge. Simulation results under different working conditions verify the correctness and effectiveness of the proposed control strategy.%针对光储交流微电网,考虑光伏阵列、蓄电池和负荷之间的多种能量供需情况,提出了一种孤岛运行模式下的能量管理协调控制策略.该控制策略采用主从控制方式,作为主源的蓄电池可以工作在充电或放电状态,保证为负载和光伏逆变器提供幅值和频率稳定的电压;作为从源的光伏系统可以根据微电网内部能量平衡关系,工作在最大功率跟踪或限功率负载匹配模式;负荷投切控制可以保证重要负荷持续供电以及避免蓄电池过放.通过不同工况下的仿真结果,验证了所提控制策略的正确性与有效性.【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2018(036)006【总页数】7页(P862-868)【关键词】光储微电网;孤岛运行;能量管理;协调控制;荷电状态【作者】温素芳;王生铁;田桂珍【作者单位】内蒙古工业大学能源与动力工程学院,内蒙古呼和浩特 010051;内蒙古工业大学能源与动力工程学院,内蒙古呼和浩特 010051;内蒙古电子信息职业技术学院,内蒙古呼和浩特 010070;内蒙古工业大学电力学院,内蒙古呼和浩特010080【正文语种】中文【中图分类】TK81; TM615; TM4640 前言微电网是将分布式电源、储能装置、电力电子变换装置和负载等组织起来，形成一个中小型系统，既可与配电网并联运行，也可与配电网断开独立运行，为当地负荷供电[1]，[2]。

东北电力技术２０２１年弱电网下光伏并网逆变器电能质量控制策略研究周识远（国网甘肃省电力公司，甘肃㊀兰州㊀７３００７０）摘要：针对弱电网下存在较大的电网等值阻抗导致电力系统中谐波以及电压波动影响整个电力系统电能质量的问题，提出一种基于瞬时无功功率理论的光伏并网逆变器电能质量控制策略㊂该控制策略采用ＰＩ双闭环控制实现直流侧母线电压稳定，并增加电压幅值反馈控制以稳定ＰＣＣ点电压㊂最后，基于Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ平台搭建弱电网下光伏并网发电系统，并对其进行仿真㊂仿真结果表明，该控制策略能够有效抑制电网谐波问题，降低电网阻抗对电网电能质量的影响，从而实现整个电力系统安全稳定运行㊂关键词：光伏并网逆变器；控制策略；电网等值阻抗；谐波［中图分类号］ＴＭ４６４㊀［文献标志码］Ａ㊀［文章编号］１００４－７９１３（２０２１）０５－０００６－０４ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＰｏｗｅｒＱｕａｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌＳｔｒａｔｅｇｙｏｆＰｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃＧｒｉｄ⁃ＣｏｎｎｅｃｔｅｄＩｎｖｅｒｔｅｒｓＵｎｄｅｒＷｅａｋＧｒｉｄＡｃｃｅｓｓＺＨＯＵＳｈｉｙｕａｎ（ＳｔａｔｅＧｒｉｄＧａｎｓｕＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌａｎｚｈｏｕ，Ｇａｎｓｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｈａｒｍｏｎｉｃａｎｄｖｏｌｔａｇｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｌａｒｇｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｉｍｐｅｄａｎｃｅｏｆｐｏｗｅｒｎｅｔｗｏｒｋｉｎｔｈｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｏｆｗｅａｋｐｏｗｅｒｎｅｔｗｏｒｋ，ａｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｏｆｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｇｒｉｄ⁃ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｉｎｖｅｒｔｅｒｂａｓｅｄｏｎｉｍｐｒｏｖｅｄｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｔｈｅｏｒｙｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｓｏｌｖｅ．ＴｈｅＤＣｓｉｄｅｖｏｌｔａｇｅｉｓｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｂｙＰＩｄｏｕｂｌｅｃｌｏｓｅｄｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌ，ａｎｄｔｈｅｖｏｌｔａｇｅａｍｐｌｉｔｕｄｅｆｅｅｄ⁃ｂａｃｋｃｏｎｔｒｏｌｉｓａｄｄｅｄｔｏｓｔａｂｉｌｉｚｅＰＣＣｐｏｉｎｔｖｏｌｔａｇｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｇｒｉｄ⁃ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｂｕｉｌｔｂｙＭａｔ⁃ｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋｆｏｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｓｕｐｐｒｅｓｓｈａｒｍｏｎｉｃｓａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｉｎ⁃ｆｌｕｅｎｃｅｏｆｎｅｔｗｏｒｋｉｍｐｅｄａｎｃｅｏｎｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙ，ｗｈｉｃｈａｃｈｉｅｖｅｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｇｒｉｄ⁃ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｉｎｖｅｒｔｅｒ；ｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙ；ｎｅｔｗｏｒｋｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｉｍｐｅｄａｎｃｅ；ｈａｒｍｏｎｉｃｗａｖｅ㊀㊀太阳能作为一种清洁可再生能源，以无污染㊁储存量丰富㊁分散等优点在新能源领域占据重要角色㊂目前太阳能的利用以光伏发电形式最为广泛［１］㊂但对我国而言，受土地㊁光照资源的限制，大规模光伏电站主要建设在沙漠或半沙漠偏远地区，此时长距离的输电线路将导致线路阻抗增大，而且用户负载通常以离网或与外网以弱联系的形式连接，电网结构薄弱，系统供电能力较差［２－３］㊂逆变器作为并网光伏发电系统中最为关键环节之一，伴随远距离电网末端光伏逆变器并网数量增多㊁单机容量增大，其控制变得越来越复杂，电网安全稳定运行无法保证，若不能有效解决逆变器安全稳定运行问题，将对电网电能质量产生严重影响，甚至导致整个电力系统崩溃［４］㊂此外，弱电网环境下，负荷侧的切入与切除以及光伏发电系统输出功率波动都将导致主网电压的波动，从而使得并网点电压波形畸变甚至越限，输入谐波增大，系统电能质量变差，供电可靠性降低㊂传统逆变器的设计都将电网视为理想电压源，但在弱电网下传统电网模型将无法适用㊂此时基于戴维南定理，将网侧等效为理想电压源串联等值阻抗，但较大的电网阻抗对于弱电网将产生不利影响，而且伴随电网阻抗的增加，尤其是其中感性成分的增加，系统串／并联谐振现象将越发明显，这将导致电力系统的安全稳定性能下降，从而进一步恶化电网的稳定运行［５］，弱电网下系统电能质量问题变得越来越突出㊂为实现电网的无功补偿和电流谐波抑制，国内外学者对其进行了大量研究㊂文献［６］提出一种基于高频注入的电网阻抗检测方法，并通过试验验证所提方法的正确性，该方法改善了电流基波对电网的影响，但高频信号对用户侧２０２１年周识远：弱电网下光伏并网逆变器电能质量控制策略研究所引入的Ｃｇ干扰不容忽视㊂文献［７］利用最小二乘法检测阻抗，该方法对电力系统的稳定性和网侧电能质量的影响较小，但其涉及计算量庞大，而且算法比较复杂㊂文献［８－９］对传统锁相技术进行改进，电网波形发生畸变时可及时检测电网电压相位，从而提高并网电能质量，该控制策略简单易行，但其只能减少特定谐波㊂文献［１０］针对弱电网下多逆变器并联运行时，电网阻抗参数对光伏逆变器稳定运行影响及系统谐波振荡放大的原因进行了详细分析，为本文提供了有益的参考㊂文献［１１］提出一种基于瞬时无功功率理论的光伏并网逆变器的控制策略，该控制策略实现了光伏发电系统的消谐和无功补偿功能，提高了配电网的电能质量，但其未考虑ＰＣＣ点电压稳定问题㊂针对上述问题，本文以弱电网为研究背景，分析了光伏发电系统接入电网后的谐波以及电压波动问题，基于瞬时无功功率理论以及ＰＣＣ点电压幅值控制方法，以提高光伏逆变器无功输出性能，从而实现ＰＣＣ点电压的稳定和谐波环流的抑制，并采用Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ进行仿真验证㊂１㊀单相光伏并网逆变器为提高控制精度，采用光伏并网逆变器双级式结构，前级采用Ｂｏｏｓｔ升压电路，后级采用单相全桥逆变电路㊂考虑电网阻抗（阻感性），单相全桥逆变器在并网状态下的等效模型如图１所示，其中光伏并网逆变器由ＤＣ／ＤＣ升压斩波电路与ＤＣ／ＡＣ单相全桥逆变电路构成㊂逆变器输出电流经ＬＣＬ滤波电路后，通过并网继电器并入电网㊂图１㊀并网状态下单相全桥逆变器的等效模型由于弱电网下存在较大的电网阻抗使得光伏阵列输入谐波增大，ＰＣＣ点电压发生波动，其输出特性呈非线性㊂为提高光伏并网发电系统输电效率，Ｂｏｏｓｔ升压斩波电路输出侧电压一般不低于５００Ｖ［１２］㊂图１中，Ｂｏｏｓｔ升压电路将电压值较低且变化范围大的Ｕｐｖ转换为适合ＤＣ／ＡＣ变换的直流侧电压Ｕｄｃ，Ｃｄｃ是容量比较大的电容，从而稳定Ｕｄｃ㊂逆变电路将直流侧电压Ｕｄｃ变换为与电网电压幅值接近㊁频率相同的电压Ｕｉｎｖ，由于该电压在开关频率处具有高频谐波，因而直接并入电网会带来大量谐波，要通过ＬＣＬ滤波器滤波，使电流以较低的畸变率并入电网Ｕｇ㊂根据图１，建立弱电网下的单相光伏并网逆变器的动态方程如下：Ｌｓ１ｄＩｉｎｖｄｔ＝Ｕｉｎｖ－Ｕｃ（１）ＣｄＵｃｄｔ＝Ｉｉｎｖ－Ｉｇ（２）ＬｇｄＩｇｄｔ＝Ｕｃ－Ｕｇ－ＲｇＩｇ（３）写出上述动态方程对应的ｓ域表达式如下：ＵｇＵｉｎｖéëêêùûúú＝１ｓＣ－Ｒｇ－ｓＬｇ－１ｓＣｓＬ＋１ｓＣ－１ｓＣéëêêêêêùûúúúúúＩｉｎｖＩｇéëêêùûúú（４）式中：Ｕｇ为电网电压；Ｕｉｎｖ为逆变桥臂输出的正弦脉宽调制电压；Ｌｓ１为滤波电感；Ｃ为滤波电容；Ｌｇ和Ｒｇ分别为电网的等效电感和电阻；Ｉｇ为电网电流㊂２㊀弱电网下单相光伏并网逆变器控制光伏逆变器的并网控制包括升压电路控制和逆变电路控制，主要研究后级并网逆变器的控制㊂本文采用基于瞬时无功功率理论的ｉｐ－ｉｑ电流检测算法对电路中的瞬时电压和瞬时电流进行控制，进而实现对光伏并网逆变器谐波和无功补偿的检测㊂其中，直流侧稳压采取电压外环和无差拍的电流内环双闭环控制，ＰＣＣ点稳压采取电压幅值反馈控制［１３］㊂２ １㊀直流侧稳压控制图２所示为单相光伏并网逆变器控制框图㊂ＶＳＣ的控制策略为直流电压外环㊁交流电流内环控制，并在控制环中引入电网电压前馈㊂对光伏逆变器直流侧电压Ｕｄｃ进行调节可以减少直流侧电压的波动，保证并网逆变器更有效的控制［１４］㊂将直流侧电压实时值Ｕｄｃ与设定电压Ｕ∗ｄｃ比较，其误差通过ＰＩ控制，结果乘以与电网电压同步的正弦信号，作为逆变器输出电流指令信号Ｉ∗ｉｎｖ，㊀２０２１年图２㊀单相光伏并网逆变器控制框图实时检测逆变器输出电流Ｉｉｎｖ，与Ｉ∗ｉｎｖ比较，误差经ＰＩ控制，其结果与电网电压Ｕｇ的前馈信号求和，再由ＰＷＭ发生器变成驱动逆变器工作的开关信号㊂电流环采用无差拍控制技术，开关频率固定，动态响应快，能在下一个控制周期内消除目标误差，抑制谐波环流，实现稳态无静差效果㊂２ ２㊀ＰＣＣ点稳压控制ＰＣＣ点的稳压采取电压幅值反馈控制，即通过补偿无功功率来实现㊂其控制框图如图３所示㊂图３㊀ＰＣＣ点的稳压控制框图图３中，Ｕｍ为电路电压的幅值；Ｕ∗ｍ为电压幅值的给定值，两者的差值经ＰＩ控制得到调节信号ΔＩ∗ｍ㊂补偿电流由瞬时无功电流的直流分量减去ΔＩ∗ｍ及逆变器输送至网侧的实际电流Ｉｃ得到，通过ＰＷＭ控制电路将需补偿的电流注入电网，实现光伏逆变器直流侧与交流侧的能量交换，将ＰＣＣ点电压调节至稳定值，即：Ｉ∗Ｌｑ＝ＩＬｑ－ΔＩ∗ｍ（５）无功电流分量ΔＩ∗ｍ可表示为㊀㊀ΔＩ∗ｍ（ｋ）＝ΔＩ∗ｍ（ｋ－１）＋Ｋｐｑ（Ｕｔｅ（ｋ）－Ｕｔｅ（ｋ－１））＋Ｋｉｑʏ（Ｕｔｅ（ｋ）－Ｕｔｅ（ｋ－１））ｄｔ（６）Ｕｔｅ（ｋ）＝Ｕ∗ｍ（ｋ）－Ｕｍ（ｋ）（７）式中：Ｕｔｅ（ｋ）为Ｕ∗ｍ和Ｕｍ第ｋ次样本两者之差；Ｋｐｑ和Ｋｉｑ为ＰＩ调节器的比例和积分增益㊂３㊀仿真分析根据系统控制框图，在Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ平台上搭建仿真模型，并进行分析㊂系统控制参数见表１㊂表１㊀系统参数参数数值电网电压／Ｖ２２０系统频率／Ｈｚ５０开关频率／ｋＨｚ１０直流侧电压／Ｖ５００直流侧电容／μＦ３０００滤波电感Ｌ１／ｍＨ０ １１滤波电感Ｌ２／ｍＨ０ ０２２滤波电容／μＦ１３７ＰＷＭ控制参数Ｋｐ／Ｋｉ０ ５／０ １３ １㊀直流侧稳压分析针对电网阻抗不断变化的情形，采用ＰＩ控制进行仿真分析㊂阻抗值为０ １ｍＨ时，采用ＰＩ控制下的逆变器输出实际电流和参考电流的仿真波形如图４所示，其中，蓝色为并网电流，红色为参考电流㊂图５为阻抗值为０ １ｍＨ时，并网电压和并网电流的波形图，红色代表并网电压Ｕｉｎｖ，蓝色代表并网电流Ｉｉｎｖ㊂阻抗值为０ ２ｍＨ时，并网电压和电流的波形图如图６所示，由于阻抗值的变化，并网电压和并网电流发生变化，因此纵坐标取值范围与图５有所差别㊂图４㊀逆变器输出实际电流和参考电流波形图图５㊀阻抗值为０ １ｍＨ时并网电压和电流的波形图图６㊀阻抗值为０ ２ｍＨ时并网电压和电流的波形图２０２１年周识远：弱电网下光伏并网逆变器电能质量控制策略研究由图５㊁图６中可知，在电网阻抗增加时，并网电流始终能较好的跟随并网电压，功率因数较高，验证了所提控制策略的正确性和有效性㊂３ ２㊀无功补偿分析图７所示为ＰＣＣ点未加电压幅值反馈控制下的无功波形图，图８所示为ＰＣＣ点加入电压幅值反馈控制的无功补偿波形图，其中，蓝色曲线为有功功率，红色曲线为无功功率㊂图７㊀ＰＣＣ点未加电压幅值反馈控制下的无功波形图图８㊀ＰＣＣ点加入电压幅值反馈控制下的无功波形图由图７中可知，在没有加入无功补偿装置时系统的无功功率随着负荷的变化，波动变化比较大，系统功率因数为０ ８１㊂另外，由图８中可大致看出无功功率的平均有效值大致在０ ５ｓ，此时有功功率Ｐ＝１ ６ˑ１０６Ｗ，无功功率Ｑ＝０ ９ˑ１０６ｖａｒ，计算得此时的功率因数为０ ８７㊂因此，为了减小无功功率随着负荷变化而波动较大的现象，应该在线路中添加无功补偿来减小系统无功功率的变化，提高功率因数，从而稳定ＰＣＣ点电压㊂４㊀结束语本文提出一种基于瞬时无功理论的光伏并网逆变器电压控制策略，通过检测瞬时电压与瞬时电流，将电压外环与电流内环相结合，采用双闭环控制实现直流侧电压稳定，有效抑制了弱电网下接入较大电网阻抗而导致的谐波环流㊂此外，利用电压幅值反馈控制补偿ＰＣＣ点无功功率，使得ＰＣＣ点电压基本维持稳定㊂仿真结果表明：本文所采用控制策略可有效改善电网电能质量㊂参考文献：［１］㊀吴㊀薇，赵书健，段双明，等 光伏逆变器接入弱电网运行的稳定性问题分析［Ｊ］．东北电力大学学报，２０１８，３８（１）：８－１４．［２］㊀Ｄ．Ｐ．Ｋｏｔｈａｒｉ，Ｋ．Ｃ．Ｓｉｎｇａｌ，Ｒ．Ｒａｎｊａｎ．ＲｅｎｅｗａｂｌｅＥｎｅｒｇｙＳｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｍｅｒｇｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ［Ｍ］．ＳｅｎｃｏｎｄＥｄｉｔｉｏｎ，ＰＨＩＬｅａｒｎｉｎｇＰｒｉｖａｔｅＬｉｍｉｔｅｄ．２０１２：１９６－１９７．［３］㊀ＣｏｂｒｅｃｅｓＳ，ＢｕｅｎｏＥ，ＲｏｄｒｉｇｕｅｚＦＪ，ｅｔａｌ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆａｎｉｎｄｕｃｔｉｖｅ⁃ｒｅｓｉｓｔｉｖｅｗｅａｋｇｒｉｄｏｖｅｒＬａｎｄＬＣＬｆｉｌｔｅｒｃｕｒｒｅｎｔｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ［Ｃ］／／ＥｕｒｏｐｅａｎＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．２００７：１－１０．［４］㊀赫亚庆，王维庆，王海云，等 光伏逆变器改进控制策略的稳定性研究［Ｊ］．电网与清洁能源，２０１８，３４（８）：６０－６６．［５］㊀ＣｈｅｎＸ，ＳｕｎＪ．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｉｎｖｅｒｔｅｒ⁃ｇｒｉｄｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓｕｓｉｎｇａｈａｒｄｗａｒｅ⁃ｉｎ⁃ｔｈｅ⁃ｌｏｏｐｓｙｓｔｅｍｔｅｓｔ⁃ｂｅｄ［Ｃ］．ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｏｆＩＥＥＥＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄＥＣＣＥ，Ｊｅｊｕ，Ｋｏｒｅａ：ＩＥＥＥ，２０１１：２１８０－２１８７．［６］㊀汤婷婷，张㊀兴，谢㊀东，等 基于高频注入阻抗检测的孤岛检测研究［Ｊ］．电力电子技术，２０１３，４７（３）：７０－７２．［７］㊀Ｃｏｂｒｅｃｅｓ，Ｓａｎｔｉａｇｏ．Ｂｕｅｎｏ，ＥｍｉｌｉｏＪ．Ｐｉｚａｒｒｏ，Ｄａｎｉｅｌ．Ｒｏ⁃ｄｒｉｇｕｅｚ，ＦｒａｎｃｉｓｃｏＪ．Ｈｕｅｒｔａ，Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ．Ｇｒｉｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｆｏｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎａｎｄＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，２００９，５８（９）：３１１２－３１２１．［８］㊀鲁㊀力，刘㊀芳，张㊀兴，等 弱电网条件下单相光伏并网逆变器的控制研究［Ｊ］．电力电子技术，２０１２，４６（５）：３６－３８．［９］㊀杨玉琳，刘桂花，王㊀卫 弱电网下基于锁频环的单相光伏并网逆变器同步技术研究［Ｃ］．２０１４台达电力电子新技术研讨会论文集，２０１４：１０１－１０６．［１０］㊀张站彬，翟红霞，徐华博，等 光伏电站多逆变器并网系统输出谐波研究［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１６，２８（１４）：１４２－１４６．［１１］㊀王正仕，陈辉明 具有无功和谐波补偿功能的并网逆变器设计［Ｊ］．电力系统自动化，２００７，３１（１３）：６７－７１．［１２］㊀夏向阳，唐㊀伟，冉成科，等 基于ＤＳＰ控制的单相光伏并网逆变器设计［Ｊ］．电力科学与技术学报，２０１１，２６（３）：１１４－１２１．［１３］㊀张贵涛，龚㊀芬，王丽晔，等 光伏并网逆变器电能质量控制策略［Ｊ］．电力科学与技术学报，２０１７，３２（２）：５０－５６．［１４］㊀杨朝晖 并联型有源滤波器自流侧电压控制［Ｄ］．济南：山东大学，２００８．作者简介：周识远（１９８４），男，硕士，高级工程师，从事新能源发电技术工作㊂（收稿日期㊀２０２０－１０－２０）。

低碳发展背景下的建筑“光储直柔”配用电系统关键技术分析一、概述在低碳发展的背景下，建筑行业正面临着前所未有的挑战和机遇。

随着全球对减少碳排放和应对气候变化的关注日益增加，建筑领域正逐渐向更加节能和环保的方向发展。

建筑“光储直柔”配用电系统作为一种创新的技术，正逐渐成为建筑行业实现低碳发展的重要手段之一。

“光储直柔”配用电系统是一种将太阳能光伏发电、储能技术和直流配电相结合的新型电力系统。

它通过利用太阳能光伏发电，将电能储存在电池中，并通过直流配电系统将电能直接供应给建筑内的用电设备。

这种系统具有高效、可靠、环保和节能的特点，能够有效地减少建筑对传统能源的依赖，降低能源消耗和碳排放。

本文将对低碳发展背景下的建筑“光储直柔”配用电系统的关键技术进行分析。

将对“光储直柔”配用电系统的基本原理和组成部分进行介绍，包括太阳能光伏发电技术、储能技术和直流配电技术。

将对“光储直柔”配用电系统在建筑中的应用进行探讨，包括其在建筑能源管理、节能减排和提高建筑能效方面的作用。

将分析“光储直柔”配用电系统在建筑行业中的挑战和前景，并提出相应的解决方案和建议。

通过本文的分析，旨在为建筑行业实现低碳发展提供有益的参考和启示，推动建筑行业向更加节能和环保的方向发展。

1.1 背景介绍在当前全球低碳发展的背景下，建筑行业作为能源消耗的重要领域，面临着巨大的节能减排压力。

随着我国“双碳”目标的提出，建筑领域的绿色低碳转型已成为国家战略的重要组成部分。

建筑“光储直柔”配用电系统作为一种新型的建筑能源供应方式，集光伏发电、储能、直流配电和柔性用电于一体，为实现建筑领域的低碳发展提供了有力支撑。

“光储直柔”配用电系统通过光伏发电系统将太阳能转换为电能，通过储能系统实现电能的储存和调节，再通过直流配电系统为建筑内的直流负载供电，最后通过柔性用电技术实现建筑与电网的友好互动。

与传统的交流配电系统相比，直流配电系统具有更高的能效、更低的损耗和更好的兼容性，能够有效提高建筑能源利用效率，降低能源消耗。

光储微电网功率优化方法及协调控制策略研究
刘艳东;胡祎文;陈楠;王菁月;邵鑫铭;裴忠晨;刘闯
【期刊名称】《电气工程学报》
【年(卷),期】2022(17)1
【摘要】光储微电网作为一种友好发电模式具有平抑网侧功率波动、光伏发电产能趋稳以及可调度性等优点,是实现“源-网-荷-储”系统稳定运行和可再生能源充分消纳的优选方案。

围绕光储微电网功率优化与灵活运行提出了组件级配置方案和协调控制策略,进一步释放光伏发电潜力以及促进储能单元高效运行。

首先,针对光伏组件失配导致的“木桶效应”及储能变换器效率低的问题,分别配置组件级光伏功率优化器和储能部分功率变换器,实现太阳能和电能最大化利用。

其次,讨论光伏阵列和储能单元在并/离网工况下多种模式切换,考虑微电网各单元间功率动态平衡,提出一种光储微电网协调控制策略,实现各单元在不同控制模式之间平滑切换及功率自主分配。

最后,利用Matlab/Simulink搭建30kW光储微电网仿真平台,验证所提协调控制策略的可行性与有效性。

【总页数】9页(P22-30)
【作者】刘艳东;胡祎文;陈楠;王菁月;邵鑫铭;裴忠晨;刘闯
【作者单位】陕西吉电能源有限公司;东北电力大学电气工程学院;长春吉电能源科技有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM561
【相关文献】
1.光储微电网锌溴电池储能系统功率优化控制
2.基于多目标优化的含电动汽车充换储一体化设施的微电网能量管理及协调控制策略研究
3.基于功率信号判别的光-储-燃直流微网协调控制策略研究
4.光储荷直流微电网协调荷电状态功率分配策略研究
5.光伏微电网储能平抑功率波动的控制策略研究
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• 107•ELECTRONICS WORLD・探索与观察浅析对并网分布式光伏电源集中监控与出力预测的必要性国网江西省电力有限公司宁都县供电分公司 温泽春 廖永华 卢英华 田益涛 李慧芸随着节能减排、污染治理、环境保护等相关政策的不断出台，光伏发电等新能源越来越受到重视，在电力供需关系紧张的地区，小型光伏电站等分布式小电源并网可以有效缓解供电压力，稳定区域电压，与集中式供电相结合可以节省投资，降低能耗，提高电力系统安全性和灵活性。

本文主要分析了分布式光伏电源并网的问题，并针对性分析了集中监控、出力预测的必要性。

1 引言电力的发明和应用成为人类历史上世界三次科技革命之一，它改变了人们的生活，至今已成为全球生产和生活的必需品。

20世纪70年代后，随着现代工业的发展，全球能源形势紧张、资源短缺、环境恶化是国际社会所面临的三大问题，石油、煤炭等一次能源因其不可再生和高污染性等原因越来越受到各个国家的限制，有些国家甚至制定了停止生产销售传统燃油汽车的时间表，我国也提出到2025年全面取消燃油汽车的目标。

时下随着全球能源紧张和环境污染问题的突显，作为可再生、污染小、安全经济的电能，其重要性不言而喻。

2017年我国电能供应达到63625亿千瓦时，虽整体供需关系相对宽松，但局部经济相对发达地区用电高峰时段电力供需依旧偏紧。

随着火力（燃煤）发电企业进入到去产能的新阶段，风电、光伏发电等新能源新增装机继续保持增长。

分布式电源并网数量的越来越多，其对即有电网的负面影响也越来越明显。

2 分布式光伏发电并网的弊端受我国补贴政策影响，光伏发电相对小水电和风力发电成本低，近几年装机数量急剧增多。

从现有的并网光伏电站运行情况看，光伏电站并网有以下弊端：1)不受调度监控目前大多数分布式光伏电站是由用户自行出资安装，由供货企业完成部署审核，因缺乏相应标准，光伏电站的设备功能不够齐全，大多数未实现通讯统一和远控功能。

供电公司只通过关口表对光伏电站的并网电量和出力情况进行监测，对光伏电站的关键设备（逆变器、储能电池）运行情况并未进行监控。

专利名称：适于高寒高海拔的高效光储油独立微电网专利类型：发明专利
发明人：曹海英,周锡卫,温烨婷,党震宇,杨丰艺,孙增献申请号：CN201910433882.3
申请日：20190523
公开号：CN110048463A
公开日：
20190723
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了适于高寒高海拔的高效光储油独立微电网，所述微电网包括微电网主干电力线以及分别与所述微电网主干电力线连接的光伏发电系统网络、储能单元系统网络、柴油发电系统网络、厂内用电系统网络、储能蓄电池系统网络、设备自用电供电网络和设备组网控制通信网络，本发明采用蓄热供暖调温技术，利用新能源发电弃电进行蓄热，节省了宝贵的储能电力资源，有效提高了高寒高海拔的光储油独立微电网资源效率，不仅实现了新能源发电供电独立微电网安全、稳定运行，而且大大提高了蓄电池的健康和寿命，大大提高了配置储能系统的高寒高海拔的光储油独立微电网的经济性。

申请人：南京国电南自新能源工程技术有限公司,上海盛阳鲁棒新能源科技有限公司,北京和信瑞通电力技术股份有限公司
地址：210000 江苏省南京市鼓楼区新模范马路38号6幢
国籍：CN
代理机构：南京纵横知识产权代理有限公司
代理人：董建林
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专利名称：一种可预测的光储分布式能源管理系统及其控制方法
专利类型：发明专利
发明人：朱国皓,李达非,程伟,胡铁侠,胡长东,陈素莹,李青丽,潘杰,黄宏辉
申请号：CN201710500952.3
申请日：20170627
公开号：CN109149624A
公开日：
20190104
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种可预测的光储分布式能源管理系统及其控制方法，包括能源管理系统控制站，能源管理系统控制站通过控制器分别连接光伏单元和储能单元，能源管理系统控制站连接气象服务器，气象服务器采集第二天的气象数据，传输给能源管理系统控制站，进行数据处理运算后，给光伏单元以及储能单元相应的运行指令。

与现有技术相比，本发明通过气象数据预测第二天太阳能辐射量，通过计算对储能单元配置相应的充电量，大概率避免发生用电量大于光伏发电量的时候，储能已经把电放完，无法削峰，或者光伏发电大于用电量，而储能单元已经充满而无法填谷，实现充放电智能化，提升能源管理系统工作效率，此外，减少储能单元满充满放，使用寿命增加。

申请人：上海太阳能科技有限公司
地址：201108 上海市闵行区莘庄工业区申南路555号
国籍：CN
代理机构：上海科盛知识产权代理有限公司
代理人：叶敏华
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分布式光伏ZIR-TFI及其改进控制策略
赵纪宗;江剑枫;谢潜;武荷月
【期刊名称】《电力电子技术》
【年(卷),期】2024(58)2
【摘要】此处提出一种适用于分布式光伏的单相两级式反激逆变器,可将单相两级式逆变器固有的脉动功率进行转移和吸收,消除了输入侧的低频电流纹波,使得逆变器能够采用容值小、寿命长的薄膜电容。

为了进一步减少有源器件,结合运行条件给出了两种改进逆变器方案。

这里详细阐述了逆变器的原理、方案设计和控制策略,并在实验室搭建了一台75 W的改进型原理样机,实验结果证明了理论分析的正确性。

【总页数】4页(P64-67)
【作者】赵纪宗;江剑枫;谢潜;武荷月
【作者单位】国网浙江省电力有限公司宁波供电公司;浙江大学
【正文语种】中文
【中图分类】TM464
【相关文献】
1.分布式光伏电站光伏组件电气安装案例分析及改进措施
2.分布式光伏的电压控制策略改进
3.改进分布式光伏接入配电网的主动电压控制策略
4.一种统一并离网模式的串联型光伏微网分层分布式控制策略
5.基于分布式共识协同的光伏逆变器电压控制策略研究
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