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微电网中光伏发电控制技术的研究

田莎  
【摘要】: 大量分布式发电接入电力系统将会对大电网的运行产生很大的影响。以微电网结构形式接入电力系统不仅可以解决分布式发电的大规模接入问题,而且可以充分发挥分布式发电的各项优势。由于光伏发电被公认为是众多分布式能源中最理想的可再生能源,因此研究光伏发电在微电网中的控制技术具有十分重要的意义。 传统的光伏发电控制策略已不适用于微电网灵活的运行要求,因此本文着重研究了光伏发电在微电网中的控制策略。根据微电网运行特点,利用下垂特性思想采用了一种新型并网变换器控制策略。在微电网联网模式下,光伏发电前级采取MPPT控制达到最大功率输出,后级逆变器采用基于下垂特性的PQ控制策略使得有功、无功独立可控;在微电网孤岛模式下,光伏发电前级按照负荷需求采取限功率控制输出功率,后级逆变器采用基于下垂特性的V/f控制策略实现负荷功率的合理分配。这种控制策略可以实现光伏发电系统在微电网不同模式下的稳定运行。 通过PSIM软件建立微电网仿真模型,针对微电网从联网到孤岛的过渡过程、从孤岛到联网的过渡过程、微电网孤岛运行模式、以及当光伏电池受到光照强度和温度变化影响时的光伏发电的运行特性进行了仿真分析,仿真结果验证了控制策略的正确性和有效性。搭建了基于DSP的两级式光伏发电系统实验平台,光伏发电系统前级BOOST电路采用扰动观察法和限功率的扰动观察法分别实现了最大功率点跟踪控制和限功率控制,同时对光伏发电系统后级逆变器运行进行了实验研究。


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