光伏并网群控系统及控制策略研究

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近年来,新能源光伏发电技术成为全球关注的热点。随着用电设备越来越多,光伏电站的容量变的越来越大。大容量的光伏电站在实际的运行环境中,由于天气和光照的变化,大部分时间不能工作在电站设计的满功率情况下。例如在早晨和黄昏或者多云和阴天时,太阳光的辐射量很低,电站可能工作在额定功率的30%以下甚至更低,而此时传统的集中式逆变器就会出现效率低的情况。为了提高光伏电站的发电效率,本文提出了光伏并网群控方法。光伏并网群控系统采用多台小功率逆变器代替原来的集中式逆变器,再通过优化控制,提高了系统在小功率运行时的发电效率。本文针对群控系统的控制策略进行深入的研究和分析。论文的主要贡献如下:(1)针对电站设计中逆变器的运行方式问题,提出了一种改进的等功率运行法。论文第二章详细介绍了群控系统的各种运行方法。改进的等功率运行法是等功率运行法和N+1运行方法的结合。首先启动1#逆变器,随着光照强度的增加,1#逆变器运行到额定的功率的100%时,如果光照继续增加,此时启动2#逆变器。由于群控系统中央控制器不间断的向所有逆变器发送指令电流。由于群控器发送的指令电流相同,所以系统中逆变器实现等功率运行。(2)针对群控系统的控制策略研究,提出了主从控制方式。为了使系统稳定运行,群控系统选择特定的一台逆变器作为主机向群控器发送采样数据,其他逆变器作为从机。主从控制方式又包括固定主从和循环主从方式。为了延长逆变器的使用寿命,本设计使用了循环主从控制方法。(3)基于提高电站电能质量的问题,提出了系统中各逆变器的启动和切除方法。逆变器的启动过程中,逆变器按照站点号循环启动方式。中央控制器向逆变器发送指令电流,逆变器根据接收到的指令电流实现自启动。中央控制向逆变器下发停机指令时,逆变器根据接收到停机指令自动停机。(4)论文在理论分析研究基础上,进行了硬件设计制造和软件编程调试,实验结果验证了本文设计的并网群控系统能够实现电站在全功率范围内运行时,同时具有较高的效率和较好的电能质量。
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