基于改进MPPT算法的光伏并网控制策略研究_程琼
第26卷第3期湖 北 工 业 大 学 学 报
2011年06月
Vol .26No .3 Journal of Hubei University of Technology Jun .2011
[收稿日期]2011-02-27
[基金项目]国家自然科学基金资助项目(61072130),武汉市科技局资助项目(200940833358),湖北省自然基金资助项目(2010CDB02501)
[作者简介]程 琼(1959-),女,湖北武汉人,湖北工业大学教授,研究方向为电力电子技术及新能源应用
[文章编号]1003-4684(2011)03-0050-04
基于改进M PPT 算法的光伏并网控制策略研究
程 琼,余 露
(湖北工业大学电气与电子工程学院,湖北武汉430068)
[摘 要]研究了光伏并网发电系统的控制策略,并进行了一定改进.结合恒定电压跟踪法与增量电导法两种控制方法,提出了一种改进的最大功率点跟踪(M P PT )算法.当外界环境变化时,通过直接控制直流斩波器开关占空比,以达到快速准确的功率跟踪效果.系统通过双闭环并网控制,使并网逆变器在保持并网电流质量的同时更好地控制直流电压.在M A T LA B /SIM U LIN K 软件平台上搭建光伏并网发电系统的仿真模型,并验证了改进的M P PT 算法及并网控制策略的有效性.
[关键词]光伏发电系统;最大功率点跟踪;并网控制;M A T LA B 仿真[中图分类号]T M 910
[文献标识码]:A
在环保要求和严酷的资源问题的双重制约下,可持续发展经济已成为全球关注的热点问题,而能
源问题将更为突出[1].光伏并网系统以其特有的优势,成为当前研究的一大热点,最大功率点跟踪控制与光伏并网控制是其研究的两大关键技术.
目前光伏并网系统的成本较高,进行最大功率点跟踪(m aximum pow er point tracking ,M PPT )控制是提高其工作效率、降低成本的有效途径.M PPT 常用的方法有:恒定电压跟踪法(co nstant vo ltage tracking ,CVT )、扰动观察法(perturbatio n and ob -servatio n ,P &O )及增量电导法(increment conduct -ance tracking ,INC )等
[2]
.鉴于各种方法存在的优
缺点分析,将几种方法结合进行控制已成为主要的发展趋势.本文针对光伏电池的特点,采用结合CV T 法与改进INC 法的控制方式对其实行最大功
率跟踪.在外界环境发生变化时,利用该算法可快速准确跟踪最大功率点变化.
并网逆变器运行的主要控制目标是使其输出电流能快速的跟踪电网参数的变化,且保持较高的电能质量,实现直流母线的稳定控制,从而为M PPT 的实现提供良好的电压,确保其控制效果
[3]
.目前单
相并网逆变器多采用双环控制,本文采用电压外环电流内环的双闭环控制来实现,以两级式光伏并网
逆变器系统为控制对象,提出一种直接扰动占空比
的改进型M PPT 方法,逆变器采用双闭环控制方法,并在MA TLAB /SIM U LINK 仿真平台进行其控制效果验证.
1 改进的M PPT 控制方法
1.1 最大功率点跟踪原理
在光伏发电系统中,通常要求太阳能电池的输出功率最大,即系统要能跟踪太阳能电池输出的最大功率点.分析光伏电池的输出特性曲线可知,其具有高度的非线性,在一定的外界环境下(温度、日照强度)总存在着一个最大功率点.最大功率点跟踪
的过程实质上是一个寻优的过程,即通过控制太阳能电池端的电压来控制最大功率的输出.1.2 改进的M PPT 控制方法
CVT 方式控制简单,可靠性高,稳定性好,而当外界日照强度发生迅速变化时,采用INC 方式,其输出端电压能以平稳的方式追随其变化,从而保证最大功率输出,具有较高的控制精度,综合两种控制方法的优点,提出将二者结合的改进控制算法.
对于BOOST 变换器,有
U o =
11-D
U pv .
(1)
其中,U pv 表示BOOS T 直流侧电压,即光伏电池板
的输出电压.在U o稳定的条件下,通过给定一个扰动ΔD,调节占空比D即可实现对光伏电池输出电压的扰动调节,使得控制更为简便直接.改进的MPPT算法流程见图1.首先采样光伏电池的开路电压U o c,光伏电池工作在最大功率点时,其对应输出电压U与开路电压U o c之间的对应关系为:
U≈0.8U o c.(2)通过CVT控制系统的启动,根据CV T的跟踪过程,可先设定一固定电压U set,其大小接近光伏电池最大功率点对应的电压值U(U oc参数已知,则令U s et =0.8U o c).当系统跟踪到最大功率点附近后,再采用INC方式进行精确调节.
图1 改进的M P PT流程图
1.3 改进的M PPT算法仿真
通过M AT LAB软件建立一种通用的光伏电池仿真模型,根据改进的M PPT算法的流程图,结合MA TLAB/SIM U LINK仿真平台搭建其控制算法模型.光伏电池通过Boo st斩波电路接逆变器为负载供电.仿真电路结构见图2.
环境温度为25℃,在时间t=0.3s时,太阳光照强度从1000W/m2降到600W/m2,通过最大功率跟踪控制器对光伏电池板进行控制,其输出电压从360V降至260V,输出功率则相应从12kW降为6kW,仿真结果见图3
.
BOOST斩波器开关状态变化使得输出电压存在纹波,稳态时工作点会在最大功率点附近小幅振荡.通过合理调节扰动步长及扰动频率可以进一步抑制扰动带来的振荡.占空比参考值在接近最大功率点附近后由恒定值变为扰动振荡形式,由此体现了改进M PPT方法的跟踪模式.仿真结果验证了该方法具有良好的控制效果.
2 并网控制策略
太阳能光伏并网系统采用双闭环控制策略进行并网控制.双闭环的外环为电压环,目的是为了控制并网逆变器直流输入端电压,即电容电压稳定;内环为电流环,目的是为了控制并网逆变器的输出电流与电网电压同频同相,输送到电网的功率因数近似为1[4].
控制过程:将实际检测到的电容电压u c与给定的电容电压u＊c相比较,差值经过PI调节器,得到电流环的给定并网电流的幅值I＊S,此幅值与经过锁相
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环节得到的电网电压的频率和相角同步信号sin ω
N t 相结合,得到并网电流的给定信号i ＊
S ,此给定电流
再与实际检测到的并网电流i S 相比较,差值经过滞环比较环节,得到全桥逆变器的功率器件的开关信号,控制功率器件开通和关断,使并网电流在指定的
环宽以内变化[5-6]
.采用并网控制策略,太阳能电池板经BOOST 变换电路升压,以实现变换电路输出电流给直流母线端电容充电,同时电容通过并网逆变器向电网送电
.
图4 逆变器并网控制框图
3 光伏并网系统的仿真研究
通过M AT LAB /SIM ULINK 软件平台搭建了单相两级式光伏并网系统的仿真模型,验证了本文提出的改进控制算法的实际控制效果,其系统结构
见图5所示.前级DC /DC 负责最大功率点跟踪控
制,DC /AC 环节则负责并网控制,并保证直流母线电压的恒定.逆变器输出通过连接滤波环节接至220V 交流电网.仿真模型中电网用一电压源等效代替.直流母线电压控制在400V 左右,器件的开关频率设定为20kHz .改进M PPT 的扰动步长ΔD 1和ΔD 2分别取0.1%、0.5%.光伏电池的最大功率点跟踪电压波动范围限制在200～400V .
图5 光伏并网系统结构框图
逆变器输出侧并网时电压和电流的波形见图6.从图中仿真波形可以看出,电网侧电压为220V ±10%,电流的有效值为1A 左右.并网电流和电网电压同频同相,验证了并网控制策略的控制效果.
图6 逆变器并网电压、电流波形
4 结论
本文通过对比分析两种传统MPPT 法的优缺点,提出了一种将两种方法结合的改进算法.该方法利用CVT 法将系统输出迅速控制在最大功率点附
近,再利用INC 法选取合适的扰动步长进行控制,实现其快速、准确的跟踪.并通过仿真验证了该方法能够提高最大功率点跟踪的跟踪速度,也保证了其跟踪精度.本文采用双闭环并网控制策略,外环电压控制在一定程度上保证了系统母线电压的稳定,为改进MPPT 算法的实现提供了电压保证.M PPT 及并网控制策略在仿真模型中的验证,表明本文提出的控制策略能较好地跟踪系统的最大功率点输出,同时保证了并网的电能质量.
[ 参 考 文 献 ]
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Research Of Photovoltaic Grid -connected Control Strategy
Based on Improved MPPT method
CH ENG Qio ng ,YU Lu
(School of E lectrical &E lectronic Eng in .,H ubei Univ .o f Tech .,Wuhan 430068,China )A bstract :The pho tovoltaic grid -co nnected generation system is studied and improved .This ar ticle com -bined the advantages of tw o co ntrol me thods ,w hich integ rates co nstant voltage tracking (CV T )and in -crement conductance tracking (INC ),and putforw ard an improved M PPT me thod .When the ex ternal envi -ronment changed ,the duty cy cle of DC chopper is directly controlled to achieve the o ptimum contro l re -sults .Tro ug h the g rid -co nnected control of double feedback ,the g rid -co nnected inverter can both ensure the current quality and stabilize the DC v oltage .A sim ulation model o f pho to voltaic g rid -connected g enera -tion system is built with M AT LAB /SIM ULINK to ve tify the validity of im pro ved M PPT method and g rid -connected contro l strategy .
Keywords :photovo ltaic g eneratio n system ;maxim um pow er point tracking (M PPT );g rid -connected con -tro l ;M A TLA B simulatio n
[责任编校:张岩芳]
(上接第37页)
The Factor Analysis of Comprehensive Evaluation on Students 'Grade
LONG So ng ,XIANG Li -ping
(H uazhong University o f S cience and Technology ,Wuchang Branch ,W uhan 430064,China )A bstract :In this paper ,w e make use of the method of facto r analysis is used to study the students 'achieve -m ent in school subjects .It is fo und out that prim ary facto rs have an influence on the students 'kno w ledge and ability .An objective and comprehensive assessment is m ade on the students 'g rade .Keywords :students 'g rade ;com prehensive ev aluatio n ;factor analysis
[责任编校:张 众]
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第26卷第3期 程 琼等 基于改进M PP T 算法的光伏并网控制策略研究
变速变桨距风力发电机组控制策略改进与仿真
变速变桨距风力发电机组控制策略改进与仿真 刘 军,何玉林,李 俊,黄 文 (重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆市400030) 摘要:在分析变速变桨距风力发电机组基本控制策略的基础上,提出一种扩大过渡区的改进控制策略,用来消除额定功率运行点附近切换造成的功率波动及突变载荷等不利影响。依据改进的控制策略设计了3个控制器平滑过渡方案,实现对该策略的最佳跟踪。运用MAT LAB 仿真平台模拟了改进控制策略下的风力发电机组运行特性,结果表明了改进控制策略的正确性及控制器设计的有效性。 关键词:风力发电机组;变速变桨距;控制策略;扩大过渡区;平滑控制 收稿日期:2010 06 23;修回日期:2010 10 09。重庆市科技攻关重点项目(CST C2007A A3027)。 0 引言 风力发电机组的控制技术由原来单一的定桨距失速控制转向变桨距变速控制,目的是为了防止风能转换系统承受的载荷过重,从风场中最大限度地捕获能量以及为电网提供质量较好的电能。然而,风力发电机组作为一种复杂的、多变量、强耦合、非线性的系统,要想减小风力机载荷以延长其使用寿命,抑制功率波动以降低对电网的不利影响,控制策略的选取及控制器的设计至关重要[1 6]。 本文通过对变速变桨距风力发电机组基本控制策略的分析,针对过渡区运行过程中出现的功率波动大及突变载荷强等情况,提出一种改进的控制策略来减缓此种影响。为最佳跟踪改进的控制策略,设计了3个控制器以实现3个运行区间的平滑过渡。同时应用M ATLAB 仿真平台对变速变桨距风力发电机组运行特性进行了仿真,结果表明了所提出方案的合理性和可行性。 1 基本的变速变桨距控制策略 如图1所示,在转速 转矩平面图中,曲线A BC 描述了变速变桨距风力发电机组的基本控制策略。在低风速区,风电机组从切入风速为V in 的A 点到风速为V N 的B 点,沿着C pmax 曲线轨迹运行,此区间称为恒C p 运行区。由于在B 点发电机转速达到了其上限值 N ,当风速从V N 上升到V N 时,转速将恒定在 N ,提升发电机转矩使风电机组达到其额定功率,在图1中为BC 段,也称为恒转速区或过渡区。当风速超过额定风速V N 时,变桨距系统将开 始工作,通过改变桨距角保持功率的恒定,风电机组将持续运行在C 点,直到风速超过切出风速V out ,此区间称为恒功率区,而此区间内桨距角控制方式采用统一桨距控制,它是指风力机所有桨距角均同时 改变相同的角度[7 8] 。在此需要注意的是:若最大功率P N 曲线与C pmax 曲线的相交点在额定转速极限值左侧,就会造成风电机组在未达到额定转速时,已进入失速状态,相应的A B 区间将被缩小,这时就需 对整个风电机组额定点进行重新选取。 图1 变速变桨距风力发电机组控制策略Fig.1 C ontrol strategy of the variable speed pitch controlled wind turbine driven generator system 从图1可以看出,3个区间工作点的划分非常明显,而控制器的设计与工作点的选取有着必然的联系,因此,基本的变速变桨距风电机组通常会设计2个独立的控制器,一个用来跟踪参考速度,另一个用来跟踪额定功率。由于2个控制器都有各自的控制目标,在运行过程中相互独立,然而在工作点附近,2个控制器又相互制约,这种制约就会导致风电机组在C 点控制系统的调节能力下降,在突遇阵风 82 第35卷 第5期2011年3月10日Vo l.35 N o.5M ar.10,2011
风力发电并网技术及电能质量控制策略
风力发电并网技术及电能质量控制策略 发表时间：2018-08-20T17:02:21.880Z 来源：《红地产》2017年8月作者：熊毅 [导读] 随着我国科学技术的发展，社会的进步，加上矿物资源越来越贫乏， 随着风力发电技术的不断发展，已经从过去的小型风力发电机独立运行发展为大型发电机组并网运行，也就是常说的风力发电场并网运行。采用这种运行方式以后，不但提高了对风力的利用率，还在电能供给方面做出了卓越的成绩。在电能的质量控制面，因为风力发电并网技术的实行，使电能质量控制达到了良的效果，从而在根本上改变了人们的用电状况，为人们的工作和生活增添了一份助力。 1 风力发电的原理和技术 空旷的原野和辽阔的海面是风能的优质资源，风力发电是利用大自然中的空气以一定速度流动所产生的风能驱动风车的叶片旋转，将此旋转运动在增速机中转速提升，在由此产生的力矩带动下，发电机组中的导体通过切割磁力线产生感应电动势，外接闭合回路在导体中会有电流产生，实现风能向电能的转换。依据目前的风车技术，只要风速大于 3 米 / 秒便可以产生电能，实现发电目的。 风力发电机一般有风轮、偏航装置、发电机组、塔架、限速安全机构和储能用蓄电池等部件构成。风轮是由，个或、个叶片组成的集风装置，它的作用是采集风的动能转变为风轮旋转的机械能。风轮后面的调向器也叫尾舵，它的功能是控制风轮的迎风方向，使风轮随时面对风向，最大限度地获取风能。限速安全机构的作用是对风轮的转速予以一定的限制，使之在规定的范围内保持相对稳定，起到保证风力发电机限速平稳运行的作用。塔架则是机组的承载和风轮的支撑机构。 由于自然界的风速极不稳定，其很强的随机性和间歇性致使风力发电机的输出功率也极不稳定，高峰和低谷落差甚大，所以，风力发电机发出的电能不能直接用在电负载上，而是先用铅酸蓄电池储存起来，以保持风力发电系统持续稳定的供电运行状态。 2 风力发电并网技术 风电并网技术，是发电机输出电压，在频率、幅值和相位以上及电网系统电压是一致的。而随着风电机组容量的逐渐增大，风电电力并网的时候对电网的冲击也随之增大，因此选择科学的风电并网技术是十分必要的。 2.1 同步风力发电机组并网技术 同步发电机在运行的过程当中，一方面要输出有功功率，而另一方面则需提供无功功率，此外还需周波稳定及质量高，所以被广泛采用。然而怎么将这项技术与风电机组的并网结合起来也是一个问题，通常因风速不稳定等因素造成了转子转矩的不稳定，在并网的时候调速的性能不能达到精度要求，若不采取有效的控制，就会出现无功振荡或失步的问题。特别是重载情况，结果可能会更加的严重。但是近些年，随着科学技术不断提高，新型的电力电子技术能够在一定的程度上处理好这个问题，例如说一些变频装置。所以同步风力发电机组并网技术应当给予足够重视。 2.2 异步风力发电机组并网技术 与同步风电机组并网技术不同，异步风电机运行的过程当中，其主要凭借转差率调整负荷，因此调速的精度要求较低，也不需要同步设备与整步操作，只需要在其转速接近同步转速的时候，就能够轻松的并网。风电机组配用异步发电机，优点就在这项技术控制装置相对较为简单，在并网之后无振荡与失步问题，并且运行稳定及可靠。而缺点是直接并网可能会造成大冲击电流出现，降低电压，从而对系统运行的安全造成一定影响，系统的本身没有无功功率，其需要进行无功补偿。若不稳定系统频率太低的话，就会使电流剧增及电压过载。因此，对异步风电机组要进行严格的监视，并采取有效的措施，才能够保证发电机组的安全运行。 3 电能质量控制策略 3.1 改善电能质量 电能质量就是电力系统中电能的质量，理想的电能应该是美对称的正弦波，但有些因素会使波形偏离对称正弦，由此便产生了电能质量问题。很多城市的电能质量较低，对人们的生活和工作产生了很大的影响，因此必须改善电能质量。主要方法为：首先可以改善电功率因数，使无功就地平衡，但要注意的是，一定要合理选择供电半径。其次要合理选择供电系统线路的导线截面，但要注意合理配置变电与配电设备，防止其过负荷运行。第三要适当设置调压措施，例如串联补偿、变压器加装有载调压装置、装同期调试相机或者静电电容器等。以上三种措施，在实际的用中对电能质量的改善具有良好的效果，可以大力推广。同时，我们要注意及时对百姓的用电情况进行调查，找出不足之处，以便于对电能质量及时进行改善。 3.2 提高电能质量 电能质量的高低影响着人们的日常生活和工作，因此在改善电能质量的基础上，必须有所提高。很多城市的电能质量虽然得了改善，但还是没有办法满足人们的需求，因此，提高电能质量成为了人们的迫切要求，对于科研人员来说也是一项重要的任务。要想提高电能质量，首先要找出供电电压超过允许偏差的原因，经过大量的调查和研究，我们发现原因主要有三点，一是冲击性负荷、非对称性负荷的影响；二是调压措施缺乏或使用不当；三是线路过负荷运行。根据上述三点原因，使用风力发电并网技术可以有效的提高电能质量，不仅节省了运营成本，而且对风能的利用率也提高了不少。 4 结束语 综上所述，研究风力发电并网技术及电能质量控制策略对确保电网电能质量具有重要的作用。因此要进一步提高风力发电并、网技术及电能质量控制策略，这样才能促进整个电力系统的稳定运行。 参考文献： [1] 常耀华 . 对风力发电并网技术与其电能质量控制策略浅论 [J]. 电子制作 ,2014(01):266. [2] 齐洁 , 常耀华 . 对风力发电并网技术与其电能质量控制策略浅论 [J]. 企业研究 ,2014(02):153. [3] 魏巍 , 关乃夫 , 徐冰 . 风力发电并网技术及电能质量控制 [J]. 吉林电力 ,2014,42(05):24-26. [4] 樊裕博 . 风力发电并网技术及电能质量控制策略 [J].科技传播 ,2015,7(21):43-44. [5] 邹金运 . 风力发电并网技术及电能质量控制策略 [J].黑龙江科技信息 ,2015(35):88. [6] 谢鹏 . 风力发电并网技术与电能质量控制 [J]. 科技创新导报 ,2016,13(13):41+70. [7] 路立仁 . 浅析风力发电并网技术及电能控制策略 [J].科技与创新 ,2016(17):134. [8] 张国新 . 风力发电并网技术及电能质量控制策略 [J].电力自动化设备 ,2009,29(06):130-133.
太阳能光伏发电逐日自动控制系统的设计
太阳能光伏发电逐日自动控制系统的设计 【摘要】：随着石油、煤炭和天然气等化石能源的不断减少,可再生能源的重要性不断增加,其开发利用备受人们关注。研究和实践表明,太阳直接辐射到地球的能量丰富,分布广泛,可以再生,不污染环境,是理想的替代能源,世界各国都在积极开发利用太阳能,太阳能发电已成为全球发展速度最快的技术。然而太阳能不易收集、能量密度低、随着季节、天气和昼夜等变化而变化,使太阳能发电效率低下成为制约太阳能利用的一个重要因素,因此高效率的利用太阳能是太阳能发电的关键问题。目前,太阳能电池板阵列大多是固定安装的,不能时刻保证太阳光到电池板阵列的垂直照射,发电效率低。本文采用地平坐标系下的太阳跟踪系统,运用太阳运动轨迹跟踪和光强传感器相结合的方法。由光强传感器的检测结果来判断天气的状况,从而控制跟踪的启停,选用天文公式计算太阳的运行轨迹确定太阳的方位,通过单片机MSP430f149输出控制信号,控制云台带动太阳能电池板运动,实现太阳光到电池板的垂直入射,从而提高太阳光照辐射量,达到提高光伏系统发电效率,节约能源的目的,并将跟踪时间划分了几个不同的时间区间,每个区间内的跟踪间歇时间间隔不同,使系统获得了更多的太阳辐射能量,并提高跟踪精度。调试结果证明,该系统易于实现,运行平稳,可应用在大型光伏电站项目中。【关键词】：光伏发电自动跟踪太阳运动轨迹光强检测 【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士 【学位授予年份】：2013 【分类号】：TM615;TK513.4 【目录】：中文摘要8-9ABSTRACT9-11第一章绪论11-171.1课题研究的背景111.2课题研究的意义11-121.3国内外太阳能开发利用现状12-141.3.1国内太阳能开发利用现状12-131.3.2国外太阳能开发利用现状13-141.4太阳跟踪系统的国内外研究现状14-151.4.1太阳跟踪系统的国内研究现状14-151.4.2太阳跟踪系统的国外研究现状151.5课题研究的主要内容15-161.6本章小结16-17第二章跟踪控制系统研究及方案设计17-252.1跟踪方法原理简介172.2跟踪系统简介17-182.3太阳跟踪方案的选择18-242.3.1太阳运动轨迹模型18-192.3.2太阳运动轨迹计算19-232.3.3日照时间23-242.4本章小结24-25第三章系统的硬件设计25-413.1系统组成253.2设备选型25-333.2.1微控制器选型25-273.2.2光敏元件选型27-293.2.3太阳能电池板29-303.2.4蓄电池303.2.5充电控制器30-313.2.6执行机构31-323.2.7设备连接32-333.3跟踪控制器电路设计33-403.3.1晶振电路333.3.2复位电路33-343.3.3电源电路343.3.4485通信接口设计34-363.3.5外部时钟电路36-393.3.6光强检测电路39-403.4本章小结40-41第四章软件设计41-454.1自动跟踪主程序设计41-424.2间隔模式程序设计42-434.3IAR软件使用说明43-444.4本章小结44-45第五章结论和展
光伏发电系统控制系统设计
编号 淮安信息职业技术学院 毕业论文 题目光伏发电系统控制系统设计 学生姓名*** 学号**** 系部电气工程系 专业机电一体化 班级***** 指导教师【***】【讲师】 顾问教师 二〇一二年十月 摘要 进入二十一世纪，人类面临着实现经济和社会可持续大战的重大挑战，而能源问题日益严重，一方面是常规能源的缺乏，另一方面石油等能源的开发带来一系列的问题，如环境污染，温室效应等。人类需要解决能源问题，实现可持续发展，只能依靠科技进进步，大规模开发利用可再生能源和新能源。太阳能是一种有前途的新型能源，具有永久性、清洁型和灵活性三大优点。太阳能电池寿命长，
只要有太阳在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染问题；光伏发电系统可以大中小并举，大到百万千瓦的中型电站，小到只供一户用的太阳能电池组，而且还缓解了目前能源危机与环境危机，只是其它电源无法比拟。 关键词：太阳能供电系统蓄电池逆变
目录 编号 ..................................................................................................................... 错误!未指定书签。摘要 ................................................................................................................. 错误!未指定书签。目录 ............................................................................................................. 错误!未指定书签。第一章绪论 ................................................................................................... 错误!未指定书签。光伏发电控制系统简介 ........................... 错误!未指定书签。问题的提出 ..................................... 错误!未指定书签。本课题设计的主要目的和意义 ..................... 错误!未指定书签。本课题设计的主要内容 ........................... 错误!未指定书签。第二章可编程控制器（）基础知识 ............................................................. 错误!未指定书签。可编程控制器（） ............................... 错误!未指定书签。 的定义......................................... 错误!未指定书签。 的特点......................................... 错误!未指定书签。 的简介及模块................................... 错误!未指定书签。第三章系统硬件设计 ..................................................................................... 错误!未指定书签。 光伏供电装置................................... 错误!未指定书签。光伏供电系统 ................................... 错误!未指定书签。 基于的硬件电路设计............................. 错误!未指定书签。 基于的硬件电路设计............................. 错误!未指定书签。第四章系统软件设计 ..................................................................................... 错误!未指定书签。 主程序设计..................................... 错误!未指定书签。 子程序设计..................................... 错误!未指定书签。 监控界面的设计................................. 错误!未指定书签。第五章系统调试 ............................................................................................... 错误!未指定书签。 调试主要内容................................... 错误!未指定书签。调试结果 ....................................... 错误!未指定书签。第六章总结与展望 ........................................................................................... 错误!未指定书签。 总结........................................... 错误!未指定书签。 展望........................................... 错误!未指定书签。
独立光伏系统的应用及控制策略探讨修订版
独立光伏系统的应用及 控制策略探讨 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998
独立光伏系统的应用及控制策略探讨 来源： 一、引言 近年来随着环境污染的不断加剧，环保意识的不断提高，人们对能源和环境问题日益关注，新能源的开发和应用取得了飞速的发展，其中以太阳能在军地的应用最为广泛。太阳能发电在解决边远山区和边防海岛连队供电难题中发挥了很大的作用，尤其是在总部提出构建“生态营区”的要求以后，太阳能同样在部队“生态营区”建设中发挥了重要作用，主要以光伏发电系统和太阳能热水系统为主，包括太阳能景观灯、太阳能路灯、太阳能发电系统、太阳能热水器、太阳能海水淡化系统等，都取得了广泛的应用。 通过对光伏系统在部队应用的广泛调研，分析整理资料和建议，得到三点启示：一是光伏系统在部队的应用会越来越广泛，以解决偏远营区的供电为主，其他多种形式的应用发展迅速；二是独立光伏系统中的能量控制策略过于简单，没有根据系统的容量大小进行具体的设计，造成能量的利用效率较低，储能蓄电池容易失效，运行成本较高；三是实行储能系统的分组充放电，能够有效地提高供电可靠性。 本文将对独立光伏系统在军营中的应用进行研究分析，同时对系统的能量控制策略进行研究，提出一种分组充放电控制策略，为解决光伏系统应用中存在的问题，提供了很好的参考。 二、光伏系统在军营中的应用 随着科学技术水平的不断发展，现在战争对于后勤电力的保障提出了更高的要求，要求我们必须拓展多种供电渠道，研究多种供电保障方式，以满足各种复杂条件下的供电要求；同时由于社会生活水平的不断提高，官兵对于居住环境也有了更高的要求，环保、绿色的军营更能营造一种积极健康的生活形态，同时激发官兵爱岗敬业的意识，而太阳能作为一种绿色能源，正好满足了以上要求。太阳能作为一种清洁、环保、绿色能源，在部队建设中发挥着越来越重要的作用，通过对光伏系统的应用调研，光伏发电在部队主要的应用和意义有以下五个方面： 1．解决了边防和海岛连队的供电保障难题。我军很多驻扎在边防和海岛的连队，以及很多驻地远离大电网的部队营区，基本上都存在着供电保障难的问题。目前，其用电主要是通过自备的发电机（组）来解决。很显然，这一方案存在发电成本较高、噪音大、污染环境、燃料运输成本高等的不足。随着新能源技术的不断发展，改善这些部队平时和战时的供电条件，已经越来越重要，其中以独立光伏发电系统和小型风力发电系统应用最为广泛。建设一个小型的独立光伏电站不但可以解决供电问题，同时可以减少运输燃油的费用，降低对于燃油的依赖。 2．户外独立工作站点的供电。对于各种微波中继站、户外检测点和航海灯塔等户外独立工作设备，常常远离电网，电网的延伸供电困难重重，光伏系统能够很好的解决这类室外工作站点的电源供电问题。 3．在部队“生态营区”建设中应用广泛。部队营区的改造和建设都以生态营区、环保营区、绿色营区为目标，一般都会根据营区所在地的自然环境条件进行新能源项目的论证，主要包括太阳能路灯、太阳能景观灯、光伏发电系统、风力发电等，其中以太阳能景观灯的应用最广泛。 4．为探索后勤供电保障的新方法提供了思路。拓展各种供电渠道，研究多种供电方式，光伏发电系统为现阶段探索后勤供电保障的新方法提供了思路。例如综合应用薄膜太阳能电池和新型储能装置（超级
实验室内部质量控制的技术方法指南
实验室内部质量控制的技术方法指南实验室内部质量控制的技术方法包括采用标准物质监控、人员比对、方法比对、仪器设备比对、留样复测，空白测试、重复测试、回收率试验、校准曲线的核查以及使用质量控制图等。 1标准物质监控 1.1、质控过程 通常的做法是实验室直接用合适的有证标准物质或内部标准样品作为监控样品，定期或不定期将监控样品以比对样或密码样的形式，与样品检测以相同的流程和方法同时进行，检测室完成后上报检测结果给相关质量控制人员，也可由检测人员自行安排在样品检测时同时插人标准物质，验证检测结果的准确性。 1.2、适用范围 一般可用于:仪器状态的控制、样品检测过程的控制、实验室内部的仪器比对、人员比对、方法比对以及实验室间比对等。这种方法的特点是可靠性高，但成本高。 2人员比对 2.1、质控过程 由实验室内部的检测人员在合理的时间段内，对同一样品，使用同一方法，在相同的检测仪器上完成检测任务，比较检测结果的符合程度，判定检测人员操作能力的可比性和稳定性。实验室进行人员比对，比对项目尽可能检测环节复杂一些，尤其是手动操作步骤多一些。检测人员之间的操作要相互独立，避免相互之间存在干扰。通常情况下，实验室在监督频次上对新上岗人员的监督高于正常在岗人员，且在组织人员比对时最好始终以本实验室经验丰富和能力稳定的检测人员所报结果为参考值。
2.2、适用范围 实验室内部组织的人员比对，主要目的是评价检测人员是否具备上岗或换岗的能力和资格，因此，主要用于考核新进人员、新培训人员的检测技术能力和监督在岗人员的检测技术能力两个方面。 3方法比对 3.1质控过程 方法比对是不同分析方法之间的比对试验，指同一检测人员对同一样品采用不同的检测方法，检测同一项目，比较测定结果的符合程度，判定其可比性，以验证方法的可靠性。 方法比对的考核对象为检测方法，主要目的是评价不同检测方法的检测结果是否存在显著性差异。比对时，通常以标准方法所得检测结果作为参考值，用其他检测方法的检测结果与之进行对比，方法之间的检测结果差异应该符合评价要求，否则，即证明非标方法是不适用的，或者需要进一步修改、优化。 3.2、适用范围 方法比对主要用于考察不同的检测方法之间存在的系统误差，监控检测结果的有效性，其次也用于对实验室涉及的非标方法的确认。 整体的检测方法一般包括样品前处理方法和仪器方法，只要前处理方法不同，不管仪器方法是否相同，都归类为方法比对。但是，如果不同的检测方法中样品的前处理方法相同，仅是检测仪器设备不同，一般将其归类为仪器比对。 4仪器比对 4.1、质控过程
风力发电机的控制方式综述
风力发电机及风力发电控制技术综述 摘要：本文分析比较了各种风力发电机的优缺点，介绍了相关风力发电控制技术，风力发 电系统中的应用，最后对未来风力发电机和风力发电控制技术作了展望。 关键词：风力发电机电力系统控制技术 Overview of Wind Power Generators and the Control Technologies SU Chen-chen Abstract:This paper analyzes the advantages and disadvantages of the various wind turbine control technology of wind power, wind power generation system, and finally prospected the future control of wind turbines and wind power technology. 1 引言 在能源短缺和环境趋向恶化的今天，风能作为一种可再生清洁能源，日益为世界各国所重视和开发。由于风能开发有着巨大的经济、社会、环保价值和发展前景，近20年来风电技术有了巨大的进步，风电开发在各种能源开发中增速最快。德国、西班牙、丹麦、美国等欧美国家在风力发电理论与技术研发方面起步较早，因而目前处于世界领先地位。与风电发达国家相比，中国在风力发电机制造技术和风力发电控制技术方面存在较大差距，目前国内只掌握了定桨距风机的制造技术和刚刚投入应用的兆瓦级永磁直驱同步发电机技术，在风机的大型化、变桨距控制、主动失速控制、变速恒频等先进风电技术方面还有待进一步研究和应用[1]。发电机是风力发电机组中将风能转化为电能的重要装置，它不仅直接影响输出电能的质量和效率，也影响整个风电转换系统的性能和装置结构的复杂性。风能是低密度能源，具有不稳定和随机性特点，控制技术是风力机安全高效运行的关键，因此研制适合于风电转换、运行可靠、效率高、控制且供电性能良好的发电机系统和先进的控制技术是风力发电推广应用的关键。本文分析比较了各种风力发电机的优缺点，介绍了相关风力发电控制技术，风力发电系统中的应用，最后对未来风力发电机和风力发电控制技术作了展望。 2 风力发电机 2.1 风电机组控制系统概述 图1为风电机组控制系统示意图。系统本体由“空气动力学系统”、“发电机系统”、“变流系统”及其附属结构组成; 电控系统(总体控制)由“变桨控制”、“偏航控制”、“变流控制”等主模块组成(此外还有“通讯、监控、健康管理”等辅助模块)。各种控制及测量信号在机组本体系统与电控系统之间交互。“变桨控制系统”负责空气动力系统的“桨距”控制，其成本一般不超过整个机组价格5%，但对最大化风能转换、功率稳定输出及机组安全保护至关重要，因此是风机控制系统研究重点之一。“偏航控制系统”负责风轮自动对风及机舱自动解缆，一般分主动和被动两种偏航模式，而大型风电机组多采用主动偏航模式。“变 流控制系统”通常与变桨距系统配合运行，通过双向变流器对发电机进行矢量或直接转矩控制，独立调节有功功率和无功功率，实现变速恒频运行和最大(额定)功率控制。
控制方法及技术
第十四章控制方法和技术 本章主要概念 预算生产控制成本控制质量管理 库存管理管理信息系统 核心知识 第一节预算控制 预算是一种以货币和数量表示的计划，是一项关于完成组织目标和计划所需资金的来源和用途的书面说明。 一、预算的种类 1．收支预算（营业预算） 最通用的预算是以货币单位表示的收入和经营费用支出计划。 2．实物量预算（非货币预算） 这是一种不以货币为计量单位而以实物量为计量单位的预算方法。组织中的基层管理人员常采用这种预算方法。 3．投资预算（资本支出预算） 4．现金预算 现金预算就是对现金收支进行预测，并据此衡量实际现金的使用情况。 5．总预算 总预算是全面性的文件，它是由组织中各种预算综合而成的。总预算包括预计的资产负债表和资产损益表。 二、预算的特点 1．预算是有时间期限的。 2．预算是数字化的计划。 3．预算的编制通常是由预算委员会（由高层管理人员和部分专家组成）负责编制。 4．预算招待情况通常由财务部门负责收集反馈。 三、预算的作用 由于预算的实质是用统一的货币单位为企业各部门的各项活动编制计划，因此它使得企业在不同时期的活动效果和不同部门的经营绩效具有可比性，可以使管理者了解企业经营状况的变化方向和组织中的优势部门与问题部门，从而为协调企业活动指明了方向；通过为不同的职能部门和职能活动编制预算，也为协调企业活动提供了依据，更重要的是，预算的编制与执行始终是与控制过程联系在一起的，编制预算是为企业的各项活动确立财务标准，用数量形式的预算标准来对照企业活动的实际效果大大方便了控制过程中的绩效衡量工作，也使之更加客观可靠；在此基础上，很容易测量出实际活动对预期效果的偏离程度，从而为采取纠正措施奠定了基础。 第二节生产控制 生产控制的主要由生产进度管理、库存管理、余力管理、信息管理和质量管理等部分组成。 一、进度管理 生产控制的核心是进度管理。所谓进度管理，就是严格地按照生产进度计划要求，掌
光伏并网发电系统控制策略概要
光伏并网发电系统控制策略 能源危机和环境保护使大规模地开发利用可再生清洁能源受到人们的关注。太阳能储量的无限性、开发利用的洁净性以及逐渐显露出来的经济性等优势,使它的开发利用成为人类理想能源的替代能源。太阳能将会成为21世纪后期的主导能源。高性能的数字信号处理器芯片(DSP)的出现,使得一些先进的控制策略应用于光伏并网逆变器的控制成为可能。本文的主要内容:1.首先分析了光伏并网逆变器的结构和控制策略,本文使用改进的固定开关频率SPWM电流控制策略,较好地实现了并网逆变器的单位功率因数正弦电流输出控制。本文还使用状态空间平均法对并网逆变器进行了建模分析,然后使用MATLAB中的Simulink工具进行了系统仿真。通过仿真给具体的硬件设计提供了有效的帮助。2.最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking)控制问题是光伏系统中经常遇见的问题。本文详细地分析了常用的几种MPPT控制方案,提出了新型MPPT控制算法。然后重点论述了本文设计的两级变换结构光伏并网逆变器MPPT 控制的实现过程。通过理论分析和具体实验,提出了对于两级变换结构的光伏并网逆变器使用DC-AC逆变器部分实现MPPT控制的控制方式。最后通过实验验证了本文提出的两级变换结构光伏并网逆变器MPPT控制方法的正确性。3.首先设计了系统的硬件电路,包括参数的选择,器件的选型等,然后又对基于DSP芯片的单相光伏并网系统进行了软件设计。在介绍了系统的硬件资源分配后,给出了系统软件的总体设计,给出了系统的流程图。4.最后给出了系统的实验结果,实验结果对实际控制过程中控制参数的选取提供的帮助。 同主题文章 [1]. 陈厚岩,许洪华. 3kW光伏并网逆变器' [J]. 可再生能源. 2005.(03) [2]. 焦在强,许洪华. 单级式并网光伏逆变器' [J]. 可再生能源. 2004.(05) [3]. 王飞,余世杰,苏建徽,沈玉梁. 采用最大功率点跟踪的光伏并网逆变器研究' [J]. 电力电子技术. 2004.(05) [4]. 杨伟昕,肖岚. 一种宽范围输入的光伏并网逆变器' [J]. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2009.(06) [5]. 李进国,金新民. 小功率光伏并网逆变器控制系统的设计' [J]. 北方交通大学学报. 2003.(02) [6]. 雷珽,艾芊. 光伏并网策略及应用研究' [J]. 低压电器. 2010.(02)
风力发电机偏航系统控制策略研究
风力发电机偏航系统控制策略研究 摘要：风能作为一种可再生的清洁能源，是人与自然和谐共处，实现社会与经 济可持续发展的新能源。风向是在不断变化，水平轴的风力发电组就需要不断利 用偏航系统来进行方向的调整，通过风能最大限度的利用，就能够满足实际的需求。因此，本文就风力发电机偏航系统的控制策略进行探讨。 关键词：风力发电机；偏航系统控制策略 1研究现状综述 纵观整个风电技术的发展历程及其现阶段所呈现出的发展趋势，现代大型风 力发电机组的单机容量不断增大，原来适用于中小型风机的风速、风载等分析模 型在大型化的风机应用中逐渐显现出不适性，巨大的风轮扫略平面内风速的空间 分布差异变得很大，长长的叶片在旋转过程中所处的方位不同，所处的风况也不 尽相同。现有的风速建模研究文献多倾向于简化风速模型或未深入考虑风速的空 间分布对机组运行的影响。由于风轮扫略面积成倍增大，偏航误差造成的叶片动 力学特性及机组的偏航力矩、倾斜力矩等载荷波动也会被成倍放大，对于中小型 风机能够容许的偏航误差对于大型风机则未必适用，而偏航容许误差的调整可能 会很大程度上影响偏航控制算法。现有的文献大多局限于研究偏航误差对偏航控 制和气动性能的影响以及如何针对性的进行优化提高，而频繁偏航造成的偏航硬 件设备的耗损和高故障率很少被关注，在偏航误差对风电机组并网运行特性的影 响方面以及基于偏航系统可靠性的偏航控制策略优化设计更是少有研究成果问世。 2风力发电机偏航控制系统分析 2.1风力机组 风力发电机是直接将风能转化为机械功，然后利用机械功实现对转子的带动 旋转，最终输出交流电。在转换能量的时候，基于风力机将风能直接转变为机械能，然后将机械能转换成为电能，这样就可以满足实际的转换，让风力机组可以 满足其实际的应用目标偏航系统结构。基于大型水平轴风电机组，其包含的部分 主要是针对偏航轴承、驱动装置、计数器等。 2.2偏航系统功能 偏航控制系统也属于对风装置，其包含的具体功能在于：配合机组控制系统，放出现风速矢量方向改变的时候，利用偏航控制系统的处理，就可以实现风向平 稳而快速的对准，并且也可以满足风轮最大风能的实现；针对风机电缆而言，还 需要考虑到单向缠绕偏多从而引发电缆出现断裂现象。一旦电缆缠绕，就能适应 自动解缆处理的需求，进而实现风机的运行安全性，其实际的控制流程见图1。 2.3风速和风向 风是地球上的一种自然现象，由太阳辐射热引起。太阳照射到地球表面，地 表各处因受热不均产生温差，从而引起大气对流运动形成风。自然风有大小也有 方向，通常用风速或风力描述风的大小、用风向描述风的方向。气象上把风吹来 的方向称为风向。风向的度量有多种方法：在陆上多采用16方位度量法；在海 上多采用36方位度量法；而在高空则多用角度表示，将圆周标成360°，北风(N) 对应0°(或360°)，东风(E)对应90°，南风(S)对应180°，西风(W)对应270°，其它细分风向可由此计算得出，风的大小也称风的强度常用风力或风速表示。 2.4偏航误差 当风向发生变化或机组偏航对风不准时，风向与风轮轴线就会偏差一定角度，
离网光伏发电控制系统样本
一、国内外研究现状 随着传统能源的FI益枯竭，新能源发电逐渐得到世界各国的广泛重视，其中太阳能光伏发电凭借其多方面的优点得到越來越多的推广。为了充分利用太阳能，最大效率的将电池板上的太阳能转化为电能，减少充放电次数，使蓄电池优化运行，提高逆变器运行的可靠性、稳定性和安全性，必须对最大功率点跟踪、蓄电池控制、逆变器设计的控制策略展开深入的研究。 1、最大功率跟踪点算法研究现状 光伏电池是太阳能光伏发电系统最基本的环节，且价格比较昂贵，它的能量转换效率影响着系统的整体效率和成本，因此必须使其最大限度地输出功率。然而，光伏电池的输出特性具有强烈的非线性，输出功率很容易随着外界环境温度、光照强度、负载状态的变化而变化。在一定的电池温度和光照强度下光伏电池能够工作在不同的输出电压，拥有不同的输出功率，只有在某一电压值下，输岀功率才能达到最大值，这时光伏电池的工作点称之为最大功率点。也就是说，在一定光照强度和温度下，太阳能电池有唯一的最大输出功率点。为了始终能工作在最大功率点，以达到输出功率最大，能量利用率最高的目的，因此必须对光伏电池进行最大功率跟踪点跟踪(Maximum Power Point Tracking,简称 MPPT)o 当前提出的MPPT方法很多，主要有恒电压法、扰动观察法、 增量电导法、间歇扫描法、智能控制法等，每种方法都有各自的优缺点。下文将针对比较常见的、应用最为广泛的恒电压法、扰动观
察法、电导增量法进行简要介绍对比。 (R恒电压法 忽略电池温度影响时，在不同的光照强度下，光伏电池输岀曲线的最大功率点近似分布在一条垂直线的附近。只要保持光伏电池输出电压为常数，且等于某一光照强度下光伏电池最大功率点的电压，就能基本保证在该温度下光伏电池工作在最大功率点, 从而实现MPPTo 由此可知，恒电压法实质上是把MPPT控制简化为恒电压控制，构成了恒定电压的MPPT控制。 恒定电压法具有控制简单，易于实现，稳定性好，可靠性高等优点，比较适合于低成本的应用场合或教学实验中，能够简化控制部分的设计。可是，这种方法忽略了电池温度对光伏电池最大功率点的的影响，当温度变化时，如果仍采用此法，光伏电池的输岀功率将会偏离最大功率点，造成能量的浪费，特别是对于早昼夜和四季温差大的地区，控制精度就更差，系统损失功率就更多。因此恒定电压法并不能完全实现真正意义上的最大功率跟踪。为了克服使用场所冬夏早晚、阴晴雨雾等环境变化对系统造成的影响，在恒定电压控制的基础上能够引进温度反馈來修正工作点电压，提高系统的整体效率。 (b)扰动观察法 扰动观察法(Perturb & Observe Algorithms)又称爬山法，主要根据光伏电池的P-U特性，经过扰动端电压來寻找最大功率点。而且不论外界环境如何变化，它都能够真正实现MPPT控制，因此是当前MPPT应用最广泛的方法之一。其工作原理是在光伏电池正常工作时，
高中通用技术苏教版必修2-4.1控制的手段和应用
第四单元《控制与设计》第一节---控制的手段及应用 教学目标 1.知识与技能 （1）通过视频播放、分析社会各领域的具体例子及实践活动，理解控制的涵义； （2）通过典型案例分析，了解控制的手段； （3）通过分析社会各领域的具体例子、教具的演示，了解控制手段有人工控制和自动控制； 2.过程与方法： 通过视频播放、教具演示、社会各领域的具体例子及案例分析，能理解控制的涵义，分析出控制现象中的控制对象、控制目的、控制手段，能识别简单的人工控制和自动控制。 3.情感态度和价值观： （1）通过分析视频、社会各领域的具体例子，培养学生对控制技术产生强烈的兴趣和好奇心，并把它转化为对后续知识学习的动力。 （2）通过分析社会各领域的具体例子，培养合理使用控制技术的能力，提高技术素养。 教学重点： 理解控制的含义，理解手动控制与自动控制。 教学难点： 发现并理解生活中的控制现象，对其分析并明确控制的"三要素"。 教学过程： 引入新课： “天宫一号”3D视频展示人类探索宇宙太空 三峡水电站的建成 学生讨论：分析上面案例事物发展与变化的多种可能性？ 结论：事物的发展与变化呈现多样性，发展结果可能是人们预先期望的，也可能与预期的目标不相符，甚至是不希望得到的，如果人们想达到某一特定目的，就必须借助适当的手段来实现。 新课教学 一、控制的手段: 用一些典型的、生活中的例子让学生了解控制是普遍存在，对控制有初步的认识，打破其神秘感。 现代社会中控制的例子： 学校：学校的音乐铃声、多媒体教学系统、音乐喷泉系统、后门口自动伸缩门等。 家庭：冰箱、电饭煲、微波炉等、自动伞、自动热酒壶。 社会：饮水机、幻彩声控灯、验钞机、干手机、交通信号灯、电子警察、电梯、程控电话交换机等 古代社会中的例子： 案例1：大禹治水（图片）P096 问题：大禹治水过程中，通过什么手段实现了什么样的目的？
大型光伏电站无功电压控制策略
大型光伏电站无功电压控制策略 周林邵念彬 （重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆 400030） 摘要:对于大型光伏电站有功出力的波动不仅会造成并网点电压越限也会造成电站内部局部电压过高导致保护动作使得逆变器脱网。分析了光伏电站并网点电压及站内各光伏发电单元并网电压的影响因素提出了一种考虑站内电压分布的大型光伏电站无功电压控制策略。该控制方法通过实时检测并网点电压与参考值比较，并通过PI控制器自动获取维持并网点电压所需的无功需求量实现并网点电压的动态调节通过实时调节逆变器的无功输出实现站内电压均匀分布。应用灵敏度的分析方法表示无功与电压间的关系给出了PI控制器参数的设计过程并将以站内电压均匀分布为目标的无功优化问题转化为可以快速准确求解的带约束条件的非线性规划模型，对该模型进行求解计算出无功补偿装置及各组光伏发电单元的无功参考量在保证并网点电压稳定的基础上改善站内电压分布保证光伏电站的稳定运行。最后通过仿真计算验证了该控制策略的正确性和可行性。 关键词：光伏；发电；大型光伏电站；电压波动；无功控制；电压控制；灵敏度；电压分布 中图分类号：TM 615 文献标识码：ADOI：10.16081／j.issn.1006－6047.2016.04.018 0引言 近年来随着光伏产业迅速发展，系统成本不断降低，光伏并网技术逐渐成熟，建设大型并网光伏电站成为大规模利用太阳能的有效方式［1］。不同于分布式光伏发电，大型光伏电站多建立在荒漠地区，当地负荷水平较低，所接入地区电网的短路容量较小，大量的光伏电力需要高压长距离输电线路外送［2-3］。由于光伏发电受光照影响较大，光照的波动会引起有功输出的波动，从而导致并网点电压波动甚至越限［4］，因此大型光伏电站必须具备无功电压控制能力［5］。 目前针对光伏电站电压控制的研究多集中在分布式发电领域。分布式光伏发电的调压方式主要有利用储能装置［6 - 7］、无功补偿装置、逆变器无功功率控制［8］。储能装置可以平抑有功波动但会增加系统成本，且控制复杂；无功补偿装置调压忽略了逆变器的无功输出能力；逆变器无功功率控制主要针对本地负载的无功补偿，不能实现光伏电站的无功独立控制。此外，德国电气工程师协会提出了适用于分布式光伏发电的4种无功控制策略：恒无功功率Q 控制、恒功率因数cos φ控制、基于光伏有功出力的cosφ（P）控制及基于并网点电压幅值的Q（U）控制策略［9］。但这4 种控制策略仅针对单台逆变器，并不适用于大型光伏电站。 不同于分布式光伏发电，大型光伏电站内部无功源包括逆变器和无功补偿装置，因此大型光伏电站的无功电压控制必然涉及逆变器与无功补偿装置以及各逆变器的协调控制。文献［10］提出了以并网点电压以及并网点功率因数为控制目标的控制策略；文献［11］将大型光伏电站内部的无功源分为3层，提出了3层无功控制策略。但以上文献都只针对并网点电压进行控制，未研究电站内部的电压分布情况。 大型光伏电站通常由多组光伏发电单元PVGU（PV Generation Unit）组成，每组PVGU 分别通过升压变压器汇入送端配电站，然后以相应的电压等级实现远距离高压交流输电［12］。虽然目前尚无规范对站内PVGU并网电压做出具体规定，但由于站内集电线路的存在，随着有功出力的增加，可能会导致线路末端PVGU 电压过高，从而导致保护装置动作，使得