基于虛擬同步發(fā)電機(jī)功率控制策略的光伏發(fā)電系統(tǒng)研究.pdf

1、太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)是目前新能源研究開發(fā)熱點(diǎn)之一,促使其得到了快速發(fā)展和越來越廣泛的應(yīng)用。然而,光伏發(fā)電系統(tǒng)與傳統(tǒng)發(fā)電方式存在很大差異,其大規(guī)模應(yīng)用的負(fù)面影響引起越來越多研究人員的關(guān)注。同步發(fā)電機(jī)具有較好的組網(wǎng)特性,使光伏發(fā)電系統(tǒng)模擬同步發(fā)電機(jī)特性將有效避免光伏發(fā)電規(guī)?；瘧?yīng)用存在的隱患,對光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展具有重要意義。
　　本文首先對光伏發(fā)電系統(tǒng)工作原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析介紹,針對采用L型和LC型濾波器的光伏逆變器數(shù)學(xué)模型進(jìn)行

2、了推導(dǎo)和相應(yīng)控制策略的分析,對儲能技術(shù)在光伏發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)用方式進(jìn)行了介紹,為下文結(jié)合光伏與儲能實(shí)現(xiàn)虛擬同步發(fā)電機(jī)控制技術(shù)的研究打下基礎(chǔ)。
　　基于同步發(fā)電機(jī)二階模型建立了虛擬同步發(fā)電機(jī)(VSG,Virtual Synchonous Generator)算法,對其基本特性及虛擬慣性作用進(jìn)行了詳細(xì)分析。分析了采用無功功率閉環(huán)控制時控制器參數(shù)對系統(tǒng)特性的影響,并設(shè)計(jì)了一種基于坐標(biāo)變換實(shí)現(xiàn)有功無功解耦的無功功率控制方法,可以避免有功無功功

3、率輸出特性相互影響。針對VSG算法實(shí)現(xiàn),提出一種基于 VSG算法的功率控制策略,通過該方法可使光伏發(fā)電系統(tǒng)有效模擬同步發(fā)電機(jī)特性,同時避免VSG算法的應(yīng)用增加系統(tǒng)控制復(fù)雜度和降低系統(tǒng)可靠性的問題。
　　在對VSG算法的研究基礎(chǔ)上,將該控制技術(shù)應(yīng)用至微電網(wǎng)運(yùn)行控制中,結(jié)合兩種VSG算法實(shí)現(xiàn)方式對微電網(wǎng)分布式光伏電源進(jìn)行控制,從而使它們均具有雙模式運(yùn)行和微電網(wǎng)孤島運(yùn)行模式下的負(fù)荷自動分配能力,并實(shí)現(xiàn)了微電網(wǎng)的靈活控制。對微電網(wǎng)孤島運(yùn)行

4、模式下頻率調(diào)整和電壓控制策略進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì),并針對微電網(wǎng)模式切換提出了一種基于虛擬功率的預(yù)同步控制策略,可以在不檢測頻率、相位情況下實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)與主網(wǎng)的預(yù)同步控制。
　　最后,在MATLAB/Simulink中建立了系統(tǒng)仿真模型,仿真結(jié)果表明:(1)應(yīng)用VSG算法的光伏發(fā)電系統(tǒng)具有了虛擬慣性,基于坐標(biāo)變換解耦的無功功率控制實(shí)現(xiàn)了很好的控制效果,且避免了對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響;(2)通過功率控制實(shí)現(xiàn)VSG算法的方法達(dá)到了引入虛擬慣性目