三相光伏并网逆变器控制策略_刘波
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电网电压三相不对称光伏并网逆变器控制策略研究电网电压三相不对称光伏并网逆变器控制策略研究引言随着可再生能源的快速发展,光伏发电作为主要的分布式能源技术之一,受到了广泛关注。
然而,由于电网的不断变化,电网电压的三相不对称问题成为了影响光伏并网逆变器性能的一个重要因素。
因此,本文将探讨电网电压三相不对称情况下光伏并网逆变器的控制策略研究。
一、光伏并网逆变器基本原理光伏并网逆变器是将光伏电池板发出的直流电能转换为交流电能,并将其注入电网中的一种装置。
它的基本功能是将太阳能转换为实用电能,并按需求将其输送到消费者电网中。
二、电网电压三相不对称问题在实际应用中,电网电压的三相电压不平衡经常发生。
由于电力系统中的负载分布不均匀以及输电导线的长度不一致,使得电网电压在不同相上出现差异。
这种三相不对称问题会对光伏并网逆变器的性能产生负面影响。
三、光伏并网逆变器控制策略研究针对电网电压三相不对称问题,研究人员提出了多种控制策略来优化光伏并网逆变器的性能。
以下是几种常见的控制策略: 1. 电流控制策略:该策略通过对光伏并网逆变器的电流进行调节来实现对电网电压的优化。
当发现电网电压出现不对称时,逆变器会自动调整输出电流来平衡电网电压。
2. 直接控制策略:该策略通过直接对逆变器控制器输出的指令进行调整来实现电网电压的优化。
控制器可以根据电网电压的实时变化来调整输出电流和功率,从而实现对电网电压的平衡。
这种策略需要逆变器具有较强的响应速度和稳定性。
3. 协调控制策略:该策略通过光伏并网逆变器和电网其他装置之间的协调来实现对电网电压的优化。
通过与其他电力设备的通信和数据交互,逆变器可以根据电网电压的实际情况进行调整,从而实现对电网电压的平衡。
结论电网电压三相不对称问题对光伏并网逆变器的性能具有一定影响,需要采取适当的控制策略来优化逆变器的运行。
从电流控制策略、直接控制策略和协调控制策略三个方面入手,可以有效提高光伏并网逆变器的性能,实现对电网电压的平衡。
光伏并网逆变器的控制策略研究光伏并网逆变器是将光伏发电系统产生的直流电转换为交流电并与电网进行连接的设备。
其控制策略的研究对于提高光伏发电系统的发电效率、稳定性和可靠性具有重要意义。
本文将从控制策略的目标、常见的控制策略以及研究中面临的挑战等方面进行综述。
光伏并网逆变器的控制策略的主要目标是实现光伏发电系统与电网之间的安全、稳定地交流功率传输。
为了达到这个目标,控制策略需要同时考虑逆变器的功率输出、电网的频率与电压以及光伏阵列的最大功率点追踪等多个因素。
常见的光伏并网逆变器的控制策略有以下几种:1.基于传统的电压与频率控制策略:该控制策略通过通过调整逆变器的输出电压与频率来实现光伏发电与电网的匹配。
这种控制策略简单直观,但对于电网电压与频率的变化较为敏感,在不稳定的电网条件下可能会导致逆变器输出功率的波动。
2.基于功率调节的控制策略:通过监测逆变器的输出功率与光伏阵列的实际发电功率之间的差异,并调整逆变器的输出电压与频率来实现功率的匹配。
这种控制策略能够实时跟踪光伏阵列的最大功率点,并能够更好地适应电网的变化。
3.基于自适应控制的策略:该控制策略通过建立逆变器与光伏阵列、电网之间的模型,实时调整控制参数以适应系统的变化。
这种控制策略能够提高系统的响应速度与稳定性,但对于逆变器与光伏阵列、电网之间的模型的准确性要求较高。
光伏并网逆变器的控制策略研究面临着一些挑战。
首先,光伏发电系统与电网之间存在的互动关系较为复杂,因此需要建立准确的数学模型进行研究。
其次,光伏发电的输出功率受天气、光照等因素的影响较大,因此对于最大功率点的追踪需要应对这些不确定性。
此外,光伏发电系统的规模不断扩大,需要研究大规模光伏并网逆变器的控制策略。
最后,光伏发电系统与电网之间的交流功率传输需要满足一定的安全性与稳定性要求,因此需要开展相关的安全性与稳定性分析。
在光伏并网逆变器的控制策略研究中,可以采用理论分析、仿真实验以及实际系统的测试等方法进行。
三相并网光伏发电系统的运行控制策略随着能源需求的不息增长和传统能源的逐渐枯竭,新能源的开发和利用成为当今社会进步的一个重要方向。
光伏发电作为新能源的代表之一,具有清洁、可再生和分布式等优势,逐渐成为全球能源领域的热点。
然而,与传统的火电厂相比,光伏发电面临着一些奇特的挑战,如电压波动、频率波动、功率波动等。
为了解决这些问题并确保光伏发电系统的安全可靠运行,运行控制策略成为了关键的探究方向。
2.三相并网光伏发电系统的基本原理三相并网光伏发电系统由光伏阵列、逆变器、母线接触器、变压器和电网组成。
光伏阵列将太阳能转化为直流电,逆变器将直流电转化为沟通电,并通过母线接触器将发电系统与电网相连。
变压器用于调整电压等级,确保电能的安全传输。
3.运行控制策略的目标的目标是实现光伏发电系统与电网之间的高效能量传输并确保稳定运行。
主要包括以下几个方面:(1)最大化发电效率:通过光伏阵列的精确定位、追踪设备和优化组件配置,最大化发电效率,提高光伏发电系统的经济效益。
(2)功率控制:依据电网的负荷需求和电压稳定性要求,通过调整逆变器的输出功率,保证光伏发电系统与电网之间的功率平衡,并防止电网失稳。
(3)电压控制:通过电压调整器或电压响应器,控制逆变器输出的电压,使其能够适应电网的电压变化,防止电网电压波动对系统的影响。
(4)频率控制:依据电网的频率要求,通过控制逆变器的输出频率,保持与电网同步,并防止频率波动对电网的影响。
4.运行控制策略的方法为了实现上述目标,三相并网光伏发电系统接受了多种运行控制策略:(1)最大功率点跟踪(MPPT):通过连续监测光照强度和光伏阵列输出功率,确定光伏阵列的最大功率点,从而提高发电效率。
(2)电压调制控制:通过调整逆变器的输出电压,使其能够适应电网的电压变化,保持电网电压的稳定。
(3)频率控制:通过控制逆变器的输出频率,使其与电网同步,保持电网频率的稳定。
(4)功率平衡控制:依据电网的负荷需求和电压稳定性要求,调整逆变器的输出功率,保证光伏发电系统与电网之间的功率平衡。
三相并网光伏发电系统的运行策略控制摘要:光伏发电在目前全球的电力能源的结构中具有着战略性的地位,而太阳能则是具有着可以在未来成为主要的供应能源的巨大潜力,由此光伏并网这一发电的技术也成为了一个非常重要的研究领域。
本文首先阐述了对太阳能进行开发的必要性以及光伏发电的优点,之后对三相并网光伏发电这一系统进行了简单介绍,最后对三相并网光伏发电这一系统的运行控制策略进行了简单的分析,借此希望可以为在光伏并网的发电技术方面的研究提供一些方向。
关键词:三相并网;光伏发电;运行策略引言随着目前我国经济的发展,对电能的需求也同样在日渐增长,因此为了使用户需求得到更好的满足,电力行业需要合理优化和完善发电系统[1]。
太阳能由于具有着分布广、环保清洁以及资源丰富等优点,被认为是一种非常理想的可再生性能源[2]。
目前一些科技人员提出了光伏发电技术,其作为一种新型的分布式的发电技术,可以利用光伏电池将太阳能转化为电能,从而减少对不可再生能源的使用[3]。
但是由于太阳光具有不稳定性,光伏发电这一并网会影响目前电网的稳定性能,因此对三相并网光伏发电进行相关研究具有着非常重要的意义。
一、开发太阳能的必要性与光伏发电的优点随着经济发展,能源作为提高居民的生活水平、发展经济的物质基础,其需求在逐渐增大,进而也带来了能源短缺问题。
同时化石燃料的大量使用使得人类的生存环境、生态环境不断恶化,这一问题也成为目前各国面临的重大问题。
这时,全世界的目光开始投向可再生的能源,希望借此对目前能源结构进行改变,从而推动社会能够可持续的发展。
综合多方面因素进行考虑,太阳能被认为是最符合可持续发展这一理念的绿色能源,且在21 世纪将成为最重要的能源之一。
目前来说太阳能的利用形式包括光化学利用、光伏利用和光热利用这三种,其中光伏发电具有以下这些优点:第一,无污染,即没有任何包括电、声、光等物质的排放;第二,可再生,资源数目没有限制,具有可持续发展的特点;第三,普遍性,其分布不受地域的限制;第四,可存储性、通用性,可以非常方便地进行传输、使用以及存储;第五,分布式的电力系统,可以对能源系统的安全以及可靠性能进行提升;第六,资源、发电以及用电等在同一地域,可以大幅度的节约由于远程输变电而带来的投资费用[4]。
光伏并网逆变器的控制策略光伏并网逆变器的控制策略摘要:本文针对使用较多的单相两级非隔离型光伏并网逆变器拓扑和三相单级工频隔离型逆变器拓扑,分别简要分析了其控制策略,包括MPPT原理、电网电压锁相、同步并网正弦电流指令生成、逆变器电流闭环控制、SPWM控制。
分别给出了控制系统结构框图。
1 引言本专题的第一篇论文介绍了作者所在实验室使用的三种光伏并网逆变器的主电路拓扑。
限于篇幅,本文主要介绍“单相两级非隔离型7kW”和“三相单级工频隔离型20kW”两种拓扑的控制策略。
“单相高频隔离型250W微型逆变器拓扑”比较特殊,目前市场上用得较少,其控制策略也不具有一般性。
光伏并网逆变器的控制策略主要包括三大块:最大功率点跟踪(MPPT)、孤岛检测和控制、以及通过逆变器实现单位功率因数并网发电。
本专题中第三篇论文“光伏并网控制系统最大功率点跟踪(MPPT)方法”专门讨论MPPT的相关问题;第四篇论文“光伏并网发电系统的孤岛检测方法”专门讨论孤岛检测问题。
本文中重点介绍单位功率因数并网的相关技术,包括:电网电压锁相、并网电流指令信号的生成、并网电流跟踪控制、SPWM 控制方式等;单相两级变换拓扑还包含一个电压控制外环。
至于MPPT和孤岛检测,本文只介绍它们与其它部分之间的关系。
2 单相并网逆变器控制策略单相并网逆变器的电路拓扑见本专题第一篇论文的图8,其控制系统结构框图示于本文图1。
其中,上半部分通过控制前级Boost电路实现MPPT功能;下半部分实现单位功率因数并网发电,包括孤岛检测功能。
下面分别讨论。
2.1 BOOST电路控制与MPPT图1中,us1和is1分别表示光伏阵列(由PV组件串并联而成)输出的直流电压和电流,us1和is1经ADC进入DSP(或ARM)成为数字信号。
PV板电压us1和电流is1用于MPPT计算,根据MPPT算法实时地求出电压指令u*,u*再与三角载波比较得出PWM控制信号,PWM信号用来控制Boost电路的开关管。