直接功率控制在三相光伏并网系统中的研究
《具有电能质量控制功能的光伏并网功率调节系统研究》范文
《具有电能质量控制功能的光伏并网功率调节系统研究》篇一一、引言随着全球能源需求的增长和环境保护意识的提高，可再生能源如光伏发电得到了广泛应用。
光伏并网功率调节系统是其中重要组成部分，具备稳定的电力输出与有效的能量管理。
此外，对于现代电网而言，除了高效能源生成，还需要有效的电能质量控制。
因此，本文将研究具有电能质量控制功能的光伏并网功率调节系统，旨在提高光伏发电的效率和电网的稳定性。
二、系统概述光伏并网功率调节系统是一种集成了光伏发电设备、逆变器、控制系统等部分的电力系统。
其核心目标是稳定电力输出、有效调节电网的频率和电压。
本文中提出的系统在原有的基础上增加电能质量控制功能，使得该系统不仅能够控制并网功率，还能有效改善电能质量。
三、电能质量控制的重要性电能质量直接关系到电网的稳定性和电力设备的运行效率。
如果电能质量差，可能导致设备损坏、效率降低，甚至可能引发电网事故。
因此，对于光伏并网系统来说，具备电能质量控制功能是非常必要的。
本文将重点研究如何通过有效的技术和方法提高电能质量。
四、系统工作原理与构成1. 系统工作原理：本系统以光伏发电为基础，通过逆变器将直流电转换为交流电并入电网。
同时，通过控制系统对并网功率进行调节，以实现电能的稳定输出。
此外，通过电能质量控制模块对电能质量进行实时监控和调整。
2. 系统构成：本系统主要由光伏电池板、逆变器、控制系统、电能质量控制模块等部分组成。
其中，控制系统是整个系统的核心，负责协调各部分的工作，确保系统的稳定运行。
五、关键技术与算法1. 功率调节技术：通过实时监测电网的电压和频率，控制系统能够快速调整光伏发电的输出功率，以实现稳定的并网功率。
2. 电能质量监测与控制技术：通过电能质量控制模块对电网的电压、电流、频率等参数进行实时监测，并根据监测结果调整逆变器的输出，以改善电能质量。
3. 算法设计：为确保系统的稳定性和效率，控制系统采用了先进的算法进行计算和控制。
光伏并网逆变器功率控制能力的试验研究
光伏并网逆变器功率控制能力的试验研究李智;白恺;柳玉;李娜;张杨帆;董建明;任巍曦【摘要】目前国内针对光伏并网逆变器功率控制能力的试验方法和特性评价指标尚不完善,在实际生产运行过程中,缺乏开展各类型并网逆变器的功率控制能力评估的有效方法.文中提出了基于监控系统(SCADA)或自动功率控制系统(AGC/AVC)的并网逆变器有功和无功功率控制能力的现场试验验证方法,并对不同制造厂家的逆变器进行了现场实证测试.测试结果表明,参照国内外新能源相关功率控制特性指标,并网逆变器实际运行功率控制性能参差不齐,其存在问题包括功率控制精度差、实际无功容量与铭牌不符、逆变器运行参数设置不当等.针对上述问题提出了提升并网逆变器有功功率和无功功率控制技术性能及运行管理的措施和建议.【期刊名称】《华北电力技术》【年(卷),期】2015(000)012【总页数】7页(P1-7)【关键词】光伏并网逆变器;功率控制;性能;试验验证【作者】李智;白恺;柳玉;李娜;张杨帆;董建明;任巍曦【作者单位】国网冀北电力有限公司电力科学研究院(华北电力科学研究院有限责任公司),北京100045;国网冀北电力有限公司电力科学研究院(华北电力科学研究院有限责任公司),北京100045;国网冀北电力有限公司电力科学研究院(华北电力科学研究院有限责任公司),北京100045;国网冀北电力有限公司电力科学研究院(华北电力科学研究院有限责任公司),北京100045;国网冀北电力有限公司电力科学研究院(华北电力科学研究院有限责任公司),北京100045;国网冀北电力有限公司电力科学研究院(华北电力科学研究院有限责任公司),北京100045;国网新源张家口风光储示范电站有限责任公司,河北张家口075000【正文语种】中文【中图分类】TM76我国光伏发电激励政策的陆续出台，有力推动了光伏产业的发展，光伏发电装机容量迅猛增长，预计到2020年，我国光伏装机容量将超过1.5亿kW［1］。
光伏发电微网控制策略研究
光伏发电微网控制策略研究一、本文概述随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，可再生能源的发展和应用已成为世界各国共同关注的焦点。
光伏发电作为其中的一种重要形式，因其清洁、安全、可再生的特性，受到了广泛关注。
光伏发电的间歇性和不稳定性给其并网运行带来了诸多挑战。
研究光伏发电微网控制策略，提高光伏发电的稳定性和经济性，对于推动光伏发电的规模化应用具有重要意义。
本文旨在深入研究光伏发电微网的控制策略，通过对国内外相关文献的综述和实地调研，分析光伏发电微网的运行特性和存在的问题。
在此基础上，结合现代控制理论和技术，提出一种有效的光伏发电微网控制策略，并对其性能进行仿真验证。
本文的研究内容将为光伏发电微网的优化设计和运行控制提供理论支持和实践指导，为推动光伏发电的可持续发展做出贡献。
在本文的后续章节中，将首先介绍光伏发电微网的基本原理和组成结构，然后分析光伏发电微网的运行特性和存在的问题。
接着，将详细介绍所提出的光伏发电微网控制策略，包括控制策略的设计原理、实现方法以及参数优化等方面。
将通过仿真实验验证所提控制策略的有效性和优越性，并给出结论和建议。
本文的研究将为光伏发电微网的控制策略提供新的思路和方法，为光伏发电的规模化应用提供有力支持。
同时，本文的研究也将为相关领域的研究人员提供有益的参考和借鉴。
二、光伏发电微网概述随着全球能源结构的转型和可持续发展理念的深入，光伏发电微网作为一种清洁、高效、灵活的能源系统，正逐渐受到广泛关注。
光伏发电微网是指由光伏发电系统、储能系统、负荷和控制系统等组成的独立或并网运行的局部电力网络。
其核心是光伏发电系统，能够将太阳能转化为电能，再通过微网控制系统实现电能的优化分配和高效利用。
光伏发电微网的主要特点包括：一是清洁环保，光伏发电不产生污染物，有助于减少环境污染二是分布式发电，能够实现电力供应的分散化，提高电力系统的韧性和可靠性三是灵活性强，微网可以独立运行，也可以与主网并网运行，根据实际需求灵活调整运行模式四是经济效益显著，通过合理的运行策略和控制手段，可以降低运营成本，提高能源利用效率。
光伏并网发电系统中电能质量监测与优化技术探讨
Telecom Power Technology运营维护技术光伏并网发电系统中电能质量监测与优化技术探讨杨桃1，许新华1，汤磊华电（宁夏）能源有限公司新能源分公司，宁夏银川750000；2.华电（宁夏）能源有限公司，宁夏文章旨在研究光伏并网发电系统中的电能质量监测与优化技术。
通过监测分析光伏发电系统的电能质量结合传统的电能质量优化方法和基于智能算法的优化技术，提出一种综合的电能质量优化方案。
验证电能质量监测与优化技术在光伏并网发电系统中具有重要的应用价值，为系统的稳定运行和可靠性提供有效的技术支持。
文章的研究成果能够有效提高光伏并网发电系统的电能质量水平，为系统运行稳定、安全提供可靠的技光伏并网发电系统；电能质量；监测技术Monitoring and Optimization of Power Quality in Photovoltaic Grid-Connected PowerGeneration SystemsYANG Tao1, XU Xinhua1, TANG Lei.Huadian (Ningxia) Energy Co., Ltd., New Energy Branch, Yinchuan.Huadian (Ningxia) Energy Co., Ltd., Yinchuan图1 光伏发电原理1.2 并网发电系统组成与工作原理光伏并网发电系统是一种将太阳能电池阵列产生的直流电转换为交流电，并与公共电网连接的系统。
光伏并网发电系统的组成如图2所示，主要包括太 2024年4月10日第41卷第7期217 Telecom Power TechnologyApr. 10, 2024, Vol.41 No.7杨 桃，等：光伏并网发电系统中 电能质量监测与优化技术探讨阳能电池阵列、汇流箱、电表、直流配电柜、交流配电柜、直流/交流（Direct Current/Alternating Current ，DC/AC ）并网逆变器、控制器（光伏系统的管理和监控控制器）、电网连接装置以及监测系统等。
光伏电站并网逆变器功率控制
光伏电站并网逆变器功率控制光伏电站并网逆变器功率控制是光伏发电系统中一个重要的技术环节。
它的作用是将太阳能光伏板所产生的直流电转换为交流电，并输出到电网中供用户使用。
在光伏电站中，逆变器是一个核心设备，它具有功率控制的功能，能够根据光伏板的输出功率、电网的负荷情况以及系统的安全性要求等因素，动态地调整逆变器的功率输出，以保证系统的运行稳定和安全。
本文将对光伏电站并网逆变器功率控制的原理和方法进行探讨。
一、光伏电站的运行原理在光伏电站中，光伏板接收太阳能辐射，将太阳能转化为电能。
由于光伏板的输出是直流电，而电网需要的是交流电，因此需要使用逆变器将直流电转换为交流电，并将其输出到电网中。
光伏电站的运行非常依赖于光照强度和太阳的角度。
当太阳照射光伏板时，光子会与光伏板上的半导体材料发生光电效应，产生电子-空穴对。
通过将这些电子-空穴对引导到电池片中，就可以形成电流。
这就是光伏板产生电能的基本原理。
二、光伏电站并网逆变器功率控制的意义光伏电站并网逆变器功率控制在光伏发电系统中具有重要的意义。
它能够根据光伏板的输出功率和电网的负荷情况，动态地调整逆变器的功率输出。
这样可以确保光伏电站对电网的稳定供电，并能够将多余的电能注入到电网中。
另外，光伏电站并网逆变器功率控制还能够提高系统的安全性，避免超载和故障等问题的发生。
三、光伏电站并网逆变器功率控制的方法光伏电站并网逆变器功率控制的方法主要包括响应式功率控制和主动功率控制两种。
响应式功率控制是根据电网电压和频率的变化来调节逆变器的输出功率。
当电网电压或频率发生变化时，逆变器能够根据这些变化自动调整输出功率，以保证光伏电站对电网的稳定供电。
这种方法的优点是实现简单、成本低，但其响应速度相对较慢。
主动功率控制是通过控制逆变器的工作方式和输出功率，来实现对光伏电站的功率控制。
在这种方法中，逆变器可以通过监测光伏板的输出功率和电网的负荷情况，来动态地调整逆变器的功率输出。
光伏发电系统最大功率点跟踪及并网控制策略研究
光伏发电系统最大功率点跟踪及并网控制策略研究光伏发电系统最大功率点跟踪及并网控制策略研究摘要：随着可再生能源的快速发展，光伏发电系统作为一种清洁、可持续的能源技术得到广泛应用。
然而，由于太阳能辐射的不稳定性和光伏发电系统的非线性特性，光伏发电系统在不同工作条件下的最大功率点（MPP）会发生变化，从而导致系统效率的下降。
为了解决这一问题，本文研究了光伏发电系统最大功率点跟踪及并网控制策略，以提高系统的能量利用效率和稳定性。
1. 引言光伏发电系统是利用太阳能将光能转化为电能的设备，具有清洁、无污染等优点。
然而，光伏发电系统的高效运行面临着多个挑战，最大功率点跟踪和并网控制是其中重要的研究方向。
2. 光伏发电系统的最大功率点跟踪光伏发电系统的最大功率点是指输出功率最大的工作状态，实现最大功率点跟踪可以提高系统的能量利用效率。
最常用的最大功率点跟踪方法是基于模型的PID控制方法和基于启发式算法的MPPT算法。
其中，基于模型的PID控制方法适用于稳态工况，但对于光强较弱或快速变化的情况下可能会出现震荡现象；基于启发式算法的MPPT算法则可以在不同光照条件下实现较好的最大功率点跟踪效果，常用的算法包括P&O算法、IC 算法和INC算法等。
3. 光伏发电系统的并网控制策略光伏发电系统在并网运行时需要满足一定的电网要求，包括频率、电压和功率的稳定性要求。
为了实现光伏发电系统的稳定并网，常采用的控制策略包括直接功率控制和V/f控制。
直接功率控制是通过调节光伏发电系统的输出功率来控制系统的并网电流，可以实现稳定的功率注入电网，但对系统的稳定性要求较高；V/f控制通过控制光伏发电系统的输出电压与频率的比值来控制并网电流，对系统的稳定性要求相对较低。
4. 光伏发电系统最大功率点跟踪与并网控制策略的综合研究为了实现光伏发电系统最大功率点跟踪和稳定并网的综合控制，可以将两者结合起来进行研究。
常见的方法包括基于模型的控制策略和基于启发式算法的控制策略。
毕业设计(论文)光伏并网发电系统设计
摘要随着社会生产的日益发展，对能源的需求量在不断增长，全球范围内的能源危机也日益突出。
地球中的化石能源是有限的，总有一天会被消耗尽。
随着化石能源的减少，其价格也会提高，这将会严重制约生产的发展和人民生活水平的提高。
可再生能源是满足世界能源需求的一种重要资源，特别是对于我们这个人口大国来讲更加重要。
其中太阳能资源在我国非常丰富，其应用具有很好的前景。
光伏并网发电系统是通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，并通过并网逆变器将直流电变为与市电同频同相的交流电，并回馈电网。
光伏并网发电系统的核心技术是并网逆变器，在本文中对于单相并网逆变器硬件进行了建摸及设计。
给出了硬件主回路并对各部分的功能进行了分析，同时选用TI公司的DSP芯片TMS320F2812作为控制CPU，阐述了芯片特点及选择的原因。
并对并网逆变器的控制及软件实现进行了研究。
文中对于光伏电池的最大功率跟踪(MPPT)技术作了阐述并提出了针对本设计的实现方法。
最后对安全并网的相关问题进行了分析探讨。
文章的主要内容如下:1.目前国内外光伏发电的现状和发展前景，并对光伏并网发电系统的功能、分类和特点作了简单介绍，对光伏并网发电系统建立了一个总体认识。
2.研究了光伏电池的基本发电原理和输出特性。
重点研究了光伏电池的输出特性和其影响因素，并得出相应的结论。
3.并网逆变器主要包括DC/DC及DC/AC两部分，文中分析了各部分设计重点，明确了选用TI公司的DSP芯片TMS320F2812作为控制CPU的原因及优点，同时给出了控制及软件实现方法。
4.光伏电池发电输出是非线性的，存在输出最大功率(CMPPT)跟踪问题。
本文阐述了常用的最大功率点跟踪方法，并结合本设计提出了改进方法。
使光伏电池工作于最大输出功率点上，获得高效功率输出。
5.在实际太阳能并网发电系统中，太阳能电池的输出及电网的电压是不断波动的，如何实现安全并网以及在运行中对各种故障的检测及报警进行了探讨，重点对“孤岛效应”进行了分析。
三相并网逆变器LCL滤波特性分析及控制研究
三相并网逆变器LCL滤波特性分析及控制研究一、概述随着可再生能源的快速发展，三相并网逆变器在分布式发电系统中扮演着越来越重要的角色。
由于并网逆变器产生的谐波会对电网造成污染，影响电能质量，滤波器的设计成为了一个关键问题。
LCL滤波器以其良好的滤波效果和较小的体积优势，在三相并网逆变器中得到了广泛应用。
LCL滤波器由电感、电容和电感组成，其特性分析对于优化滤波效果、提高电能质量具有重要意义。
本文将对三相并网逆变器LCL滤波器的滤波特性进行深入分析，包括其频率特性、阻抗特性等，以揭示其滤波机理和影响因素。
为了充分发挥LCL滤波器的优势，对逆变器的控制策略进行研究也是必不可少的。
本文将对三相并网逆变器的控制策略进行探讨，包括传统的PI控制、无差拍控制以及基于现代控制理论的先进控制策略等。
通过对不同控制策略的比较和分析，旨在找到最适合LCL滤波器的控制方法，以提高并网逆变器的性能和稳定性。
本文旨在通过对三相并网逆变器LCL滤波特性的分析和控制研究，为优化滤波效果、提高电能质量提供理论支持和实践指导。
这不仅有助于推动可再生能源的发展，也为电力电子技术的创新和应用提供了新的思路和方法。
1. 研究背景和意义随着可再生能源的快速发展和智能电网建设的深入推进，三相并网逆变器作为新能源发电系统与电网之间的关键接口设备，其性能与稳定性对于电力系统的安全、高效运行至关重要。
在实际应用中，并网逆变器产生的谐波会对电网造成污染，影响电能质量。
为了降低谐波污染，提高电能质量，LCL滤波器因其良好的滤波性能被广泛应用于三相并网逆变器中。
LCL滤波器作为一种典型的无源滤波器，能够有效地抑制并网逆变器产生的高频谐波，降低其对电网的污染。
LCL滤波器的引入也给并网逆变器的控制系统带来了新的挑战。
一方面，LCL滤波器的参数设计需要综合考虑滤波效果和系统稳定性另一方面，由于LCL滤波器固有的谐振特性，如果不加以控制，很容易引发系统振荡，影响逆变器的正常运行。
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式中 ： ｅ ， ｅ ， Ｐ 分 别 为三相 交 流 电压 ； ｉ ， ｆ ， ｉ 分别 为 三相 电流 ； Ｒ为 每相 等效 电 阻 ； Ｌ为 每相 滤 波 电感 ；
干扰而引起误操作 、 加快电力设备老化 、 增加电能损耗 ， 严重时会给电网的安全运行带来威胁。因此为 了 维护电网的安全 ， 实现低谐波含量的并网电流 ， 需要采用有效可行的方法对并网谐波进行有效抑制。 文献 ［ １ ］ 对三相脉冲宽度调制 （ Ｐ ｗＭ） 整流器进行 了数学建模 ， 分析了电压定 向Ｄ Ｐ Ｃ 控制系统的原理 ， 通过 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ／ Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ 仿真验证 了三相 Ｐ ＷＭ整流器的直接功率控制能够有效抑制谐波 、 功率因数高。文献 ［ ２ ］ 对滑模变结构的直接功率控制技术进行了研究 ， 验证 了滑模变结构相对于 Ｐ Ｉ 控制系统具有更强的抗网 侧电压扰动能力。文献［ ３ ］ 在静止坐标系下 Ｐ ＷＭ整流器的瞬时功率的基础上 ， 提 出了一种新型的准直接 功率控制 ， 实现了Ｐ ＷＭ整流器运算量小 、 动态响应迅速又简便可靠 的控制。
摘要： 逆 变器的控制在光伏 并网 系统 中起 着核心 的作 用 ， 在 三相光伏并 网 系统 的基 础上对并 网逆 变器提 出了一种直接功 率 控 制的方案。直接功 率控制 （ Ｄ Ｐ Ｃ ） 仅需要测量 交流侧 的电压与电流 ， 通过 坐标转换 ， 计算 出瞬 时有功功 率与无功功率 ， 得 到
第３ ０ 卷第 １ 期 ２ ０ １ ３ 年２ 月
文章编号 ： １ ０ ０ ５ — ０ ５ ２ ３ （ ２ ０ １ ３ ） Ｏ １ — ０ ０ １ ０ ０ ５
华 东 交 通 大 学 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｅａ ｓ ｔ Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｊ ｉ ａ ｏ ｔ ｏ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
的结果 分别与 Ｐ Ｉ 调节得 到的参 考有功功 率 以及给 定无功 功率进行 比较 ， 经过 滞环比较 器 ， 开关表等 环节来控 制并 网变流
器。Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ／ Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ 仿真 结果表 明 ， 并 网逆 变器直接 功率控制方法 简单 ， 并 网功率 因数接近 于 １ ， 电流谐 波小 ， 具有 良好 的动
根 据 电路原 理 ， 可 以得 到 其状 态空 间方 程如 式 （ ２ ） 。
； ＝ 一一 一 ｌｅ ｂ ＋ Ｕ ｄ ｃ Ｌ － 一 — ＋ ２ Ｌ ）
（ ２ ）
：
．
Ｒｉ 一 １ ＋瓦 ￣ － ４ ｄ ｃ 一 一
并 网逆 变 器是 将 光伏 系 统产 生 的直 流 电转 换 为并 网交 流 电 的关 键 设备 ， 选 择 有效 的并 网逆 变器 控 制
策略能够有效减小谐波污染 ， 传统 的电压 、 电流双环控带 不仅结构 、 控制复杂 ， 而且电压 、 电流动态响应速 度慢 ， 直接功率控制（ Ｄ Ｐ Ｃ ） 是对 瞬时有功与无功 的直接控制 ， 本文将 Ｄ Ｐ Ｃ 策略应用于三相光伏并 网系统 中， 实现 了并 网系统功率因数接近于 １ 、 电流谐波小、 电流 、 电压快速动态响应以及稳态性能。
为并联等效 电阻 。忽
图 １ 光伏 电池等效 电路
Ｊ
Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｉ ｃ ｂ ａ ｋｅ ｒ ｙ ｅ ｑ ｕ ｉ ｖ ａ ｌ ｅ ｎ ｔ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ
略 ， ｃ ， 可得太阳能电池输 出电压 甜 与输出电流 ， 满足：
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２ ． １ ０ — ２ ８
作者简介 ： 宋平 岗（ １ ９ ６ ５ ～） ， 男， 教授 ， 博士 ， 研究方 向为电力 电子与可再生能源 。
第１ 期
宋平 岗， 等： 直接功率控制在三相光伏并 网系统 中的研究
一
厶
｛ ｅ
斗
式 中： ｑ 为单位电荷 ； 厶为反 向饱和电流 ； ／ Ｉ ｔ 为调整系数 ； 为波尔兹曼常 ； Ｔ为Ｐ Ｎ 结绝对温度。
１ ． ２ 三 相光 伏并 网 系统数 学模 型
三相光 伏 并 网系统 结构 简 图如 图 ２ 所示 。
ＰＶ
图 ２ 三相光伏并 网电路 图
Ｆｉ ｇ． ２ Ｔｈｒ ｅ ｅ － ｐｈａｓ ｅ ｐｈｏ ｔ ｏｖ ｏｃ ｔ ａ ｉ ｃ ｇｒ ｉ ｃ ｄ— ｃ Ｏｎｎｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｄｉ ａ ｇｒ ａ ｍ
态和 稳 态 性 能 。
关键词 ： 逆变器 ； 三相光伏并 网； 直接 功率控制 ； 开关表 中图分类号 ： Ｔ Ｍ４ ６ ４ 文献标志码 ： Ａ
随着能源危机以及环境污染 日益严重 ， 以太 阳能为代表 的可再生清洁能源逐渐成为研究重点。光伏
系统在并网中容易产生诸 多问题 ， 例如并 网电流的谐波污染严重 ， 谐波污染将会给相邻通信设备带来电磁
１ 光伏并网 系统数 学模 型
１ ． １ 光 伏数 学模 型
太 阳能 电池是 光 伏 系统 （ Ｐ Ｖ ） 系统 主要 部 分 ， 它将 太 阳 能转 化为 电能从 而 被利 用 。其等效 电路如 图 １ 所示 。 为 光伏 电池输 出短路 电流 ， 为 二极 管结 电流 ， Ｃ
为结电容 ， 尺 为 串联 等效 电阻 ，
Ｖｏ １ ． ３ Ｏ Ｎｏ ． １ Ｆ ｅ ｂ ． ， ２ ０１ ３
直接功 率控 制在 三相光伏并 网系统 中的研 究
宋平 岗 ， 王 锴 ， 兰 洁 ， 李 澄
（ １ ． 华东交通大学电气 与电子 工程学 院 ， 江西 南 昌 ３ ３ ０ ０ １ ３ ； ２ ． 华南师范大学数学科 学学院 ， 广东 广州 ５ １ ０ ６ ３ １ ）