光伏发电系统并网运行的控制策略与仿真分析

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1、光伏发电系统并网运行的控制策略与仿真分析(国网宁夏电力公司石嘴山供电公司宁夏石嘴山753000)摘要:通过相关专家多年的研究，我国已经很好的掌握了有关光伏发电并网系统的基木结构，尽管在对其的控制工作中还存在着一定的问题，但经过专家的不懈努力，终于找到了光伏发电系统并网运行的控制策略，那么下面我们就来具体的讨论一下相关的话题。关键词:光伏发电；控制策略；算法仿真这些年以来，随着我国经济的迅速提高，对电力的要求也随之大了起来。而煤炭作为电力生产最为重要的材料却出现了短缺的情况，再加上全球变暖，环境污染等一些恶劣现象，让电力需求方面的矛盾逐渐凸显了出来。因此，很多人便

2、开始寻找解决的办法。而经过多年的研究后发现，利用光伏发电并网技术是一个不错的选择，那么下面我们就来具体的讨论一下光伏发电系统并网运行的控制策略与仿真分析。1光伏发电并网系统的结构我们从三相光伏电并网系统的角度来具体的讨论一下。由于光伏电池的功率并不是很稳定，所以最好对并网系统前级釆用DC/DC进行升压，而如此一来，若想实现光伏的最大功率，就必须要选择直接扰动法。而在并网系统的后级上，则最好选择DC/AC逆变，然后通过事先创建的功率，来保持之流侧电压的稳定。交流电压在完成逆变以后，还要做好光电隔离的工作，这样才能够经过隔离变压器后进入电网。2光伏电池的数学模型太阳

3、能在半导体光伏的作用下直接转变成电能，这是光伏电池的基木原理。通过文献中有关光伏电池的详细记录，在经过简单的计算能够得出如下结论,l=ISC{l-Clexp(l-lsc)exp(c2vax).其中，I代表太阳能输出电流;ISC代表短路电流VAC代表开路电压。如果设定光照为2000w/m2、温度是20摄氏度的话，通过上面的公式做出仿真，其电流功率就会上升。那如果假设光伏电池达到1000w/m2,温度为20摄氏度的话，那么仿真的输出功率则会下降。而如果外部负载能够达到8焦尔的话，光伏电池的功率才能做大最大化,而当光伏电池的功率最大化后，恰好可以和负载阻抗的功率持平，

4、此吋电源的输出功率就能够达到最大化。就如同图1所示：3并网变换器的控制策略3.1MPPT控制策略现在，扰动观察法、电导增量法是MTTP所经常采取的方法，不过最为常用的还是扰动观察法。通过扰动观察法，然后再利用BUCK-BOOST电路，可以在对变换器变动以后，让光伏系统的功率变化和光伏系统的电压变化趋于相同的状态，而凭借着这样的特点，能够直接完成功率跟踪的最大化效益。如同图2所示：对定步长扰动占空比的方法进行仿真实验，其中温度设定为零下10度,光照设为800W/m2«光伏电池的容量设为0.8×10-3mF,然后在通过扰动占空比的计算以及利用降压装置后能

5、够完成功率跟踪的最人化效益。紧接着我们再来讨论一下有关降压生涯装置工作在电感电流连续的模式。如果光伏电池的测容量达到0.8×10-3的话，那么就会形成如下公式:C2=(Vm/Vac-1)ln(l-ln/lsc)。其中C代表光伏电池的容量，Vm代表光照温度，In代表光伏系统的功率变化。而在经过缜密的计算后发现，光伏的最大功率如果和跟踪模块放到一起，那么它们之间所产生的三角波频率就能够达到5kHz。而由此可以说明，同扰动观察法的结果一样，压生涯装置工作也可以通过扰动di空比的计算以及利用降压装置后能够完成功率跟踪的最大化效益。3.2逆变器的控制策略IGB

6、T是构成逆变器的主要开关器件。它不但能够在电网上吸取人量的功率，从而让整个光伏发电系统保持在整流状态，冋吋也能够往电网中输出功率，这样可以让系统处于有源逆变的工作状态。如果电网电压处于稳定状态的吋候，若想对功率进行解耦，就要对电网进行PRAK转化，那么此吋三相电压型光伏逆变器的公式就可以写成:[LOO].[dt/did]=[-RWL-Sd】。其中L代表的是交流测滤波电感；-R代表的是家里留侧线路等效阻抗；wL代表的是交流侧带你压角频率；而Sd则代表的是解耦后控制冇效的开关函数。如果电压电压外环和逆变器的电压存在一定差别的吋候，就可以通过PI调节器来查询并网电流的

7、实际功率。然后再利用电流内环的实际功率，并结合并网电流，来进行PI运算，所得出的结果就是逆变器的信号。4并网运行仿真我们下面通过列举一个例子来详细的说明一下：在一个三相光伏并网运行的仿真模型中，具有350V的交流侧线电压和500V之流侧电压；而且光照度也达到了1000w/m2；最大功率为4kHz。电池在0.5s的情况下温度为2000w/m2；同吋还具有7mL的波率电感和2mF的逆变器电流；跟踪器的功率最大能够达到4kHz；在电压和积分控制的比较当中，比例能够达到15:200。而在电流环和积分控制的比较当中，比例可以达到15:10。而根据上面对三相光伏并网运行的仿

8、真模型的详细介绍以后，对