微网的光伏系统并网运行和离网运行的控制策略
三相并网光伏发电系统的运行控制策略
三相并网光伏发电系统的运行控制策略随着能源需求的不息增长和传统能源的逐渐枯竭，新能源的开发和利用成为当今社会进步的一个重要方向。
光伏发电作为新能源的代表之一，具有清洁、可再生和分布式等优势，逐渐成为全球能源领域的热点。
然而，与传统的火电厂相比，光伏发电面临着一些奇特的挑战，如电压波动、频率波动、功率波动等。
为了解决这些问题并确保光伏发电系统的安全可靠运行，运行控制策略成为了关键的探究方向。
2.三相并网光伏发电系统的基本原理三相并网光伏发电系统由光伏阵列、逆变器、母线接触器、变压器和电网组成。
光伏阵列将太阳能转化为直流电，逆变器将直流电转化为沟通电，并通过母线接触器将发电系统与电网相连。
变压器用于调整电压等级，确保电能的安全传输。
3.运行控制策略的目标的目标是实现光伏发电系统与电网之间的高效能量传输并确保稳定运行。
主要包括以下几个方面：（1）最大化发电效率：通过光伏阵列的精确定位、追踪设备和优化组件配置，最大化发电效率，提高光伏发电系统的经济效益。
（2）功率控制：依据电网的负荷需求和电压稳定性要求，通过调整逆变器的输出功率，保证光伏发电系统与电网之间的功率平衡，并防止电网失稳。
（3）电压控制：通过电压调整器或电压响应器，控制逆变器输出的电压，使其能够适应电网的电压变化，防止电网电压波动对系统的影响。
（4）频率控制：依据电网的频率要求，通过控制逆变器的输出频率，保持与电网同步，并防止频率波动对电网的影响。
4.运行控制策略的方法为了实现上述目标，三相并网光伏发电系统接受了多种运行控制策略：（1）最大功率点跟踪（MPPT）：通过连续监测光照强度和光伏阵列输出功率，确定光伏阵列的最大功率点，从而提高发电效率。
（2）电压调制控制：通过调整逆变器的输出电压，使其能够适应电网的电压变化，保持电网电压的稳定。
（3）频率控制：通过控制逆变器的输出频率，使其与电网同步，保持电网频率的稳定。
（4）功率平衡控制：依据电网的负荷需求和电压稳定性要求，调整逆变器的输出功率，保证光伏发电系统与电网之间的功率平衡。
微电网并离网切换控制策略
电力电子• Power Electronics222 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】微电网 逆变器控制策略 并离网切换 平滑切换近年来，随着化石能源日益枯竭，分布式发电技术日益成熟，将分布式电源、储能与负荷元件等组成的独立供电系统以微电网的形式接入配电网，在实现配电网安全稳定运行的同时，提高了电能质量和供电可靠性。
所以，微电网的安全稳定控制技术吸引了众多国内外学者进行深入分析与研究。
一般情形下，微电网有两种运行方式：离网、并网。
当配电网出现故障或电能质量不满足要求时，将立即断开微电网与配电网的连接，改由微电网为负荷提供所需功率。
在电能微电网并离网切换控制策略文/冯诗扬 崔双喜质量满足要求或是修复出现的故障后，重新并网。
所以，在切换并离网模式的过程中，存在控制策略的切换，过渡时易产生较大的冲击，而如何平滑的完成过渡成为微电网安全稳定运行的关键。
1 微电网整体控制技术1.1 主从控制主从控制是以微电网中某个分布式电源作为主控单元，其他分布式电源作为从控单元。
主控单元为微电网系统提供电压和频率支撑，借助主控单元的指令，从控单元进行相应无功与有功频率的输出。
微电网主从控制一般应用在孤岛模式下，当微电网由并网模式向离网模式进行切换，就会与配电网断开，前者提供的频率与电压也会消失，负荷的电压和频率就由微电网模块单元提供，所以微电网模块需由具备一定范围的可调容量且具有快速动作能力的分布式电源作为主控单元，为微电网提供电压和频率支撑。
而从单元则负责提供用户需要的能量。
1.2 对等控制对等控制是指所有参与频率和电压控制的分布式电源保持地位一致的状态，各控制器具有平等关系，根据接入点的本地信息进行控制。
由于地位相同，所以在功率平衡的前提下，任意一个分布式电源的接入或离开并不影响其他分布式电源的设置。
而分布式单元保持着各自独立，实现输送功率的平衡。
光伏发电系统控制策略及并网措施
光伏发电系统控制策略及并网措施摘要：电力供应技术的发展为我国的经济发展注入新的活力。
其中，光伏发电技术的出现和应用，对于缓解传统电力生产中能耗过大问题、提升环保效果具有重要意义。
基于此，本文将通过对光伏发电进行介绍，重点阐述光伏发电系统的控制策略和并网措施。
关键词：光伏发电系统；控制策略；并网措施引言随着我国经济的快速发展，市场对电力能源的需求量不断提升，传统的单一发电模式难以满足市场的发展变化需要。
火力发电产生的巨大能耗带来的问题也越来越明显。
为此，研究人员开始将目光放在光伏发电与并网技术上，经过不懈努力现已取得一定成果。
光伏发电有利于提升发电效率，降低对环境的影响。
因此研究光伏发电系统控制策略和并网措施具有非常重要的现实意义。
1、光伏发电概述光伏发电主要是利用太阳能电池板，将可再生的清洁能源太阳能通过科学手段和现代设备转化为电能。
光伏电源通过收集太阳散发的热量，借助太阳能电池板的作用，实现能量的转化，从而为人们的日常工作和生活提供电力支持。
光伏发电设备主要包括太阳能电池板、控制器以及逆变器。
采用光伏发电的方式不仅能够展现清洁能源的优势，降低对生态环境的影响，同时还能提升能源的利用率。
光伏发电的应用对于改善我国偏远山区的电力供应落后情况具有重要意义，这种发电方式具有非常明显的灵活性，有多钟选择方式，既能独立使用，也能与配电网共同配电，因此能够满足人们对电力的不同需求[1]。
但在实际应用过程中，光伏发电在电能转化的过程中会受到季节等因素的影响。
为应对这种情况，我国电力部门对光伏发电的运行模式提出了一定的要求，具体如下：第一，倡导并网发电运行，有效降低外界因素对发电过程的影响。
第二，光伏发电的运行避免接入数量过多，从而有效降低电源中电网运行压力。
第三，确保光伏发电并网运行中电压在8kv以内。
通过以上措施能够进一步提升光伏发电的稳定性与可靠性。
2、光伏发电系统控制策略2.1并网逆变模式与独立逆变模式的转化当前，光伏发电系统主要有两种运行模式，一种是并网逆变模式，另一种是独立逆变模式。
微网系统孤岛_并网运行优化控制策略研究
摘要摘要微网系统是由各种微源、负荷、储能系统和控制装置等组成的小型电网,是一组能够实现自我管理、保护和控制的自治系统。
微网既可以独立运行，也可以并网运行，一定程度促进了分布式电源与可再生能源的大规模投入，是实现主动式配电网的一种有效方式。
微网具有供电灵活、供电质量高和安全可靠等诸多优点，但微网在运行过程中，如果控制策略采取不当，将会引起系统损耗增加、系统稳定性变差等问题。
本文在对比分析现有最大功率点追踪、孤岛运行、并网运行等控制策略的基础上，提出了微网孤岛/并网运行优化方案，具体研究内容包括以下几个方面：首先，构建了风机、蓄电池和光伏电池等微源的数学模型，并进行了模型搭建和仿真，结合逆变器拓扑结构，分析了分布式电源的传统控制方法；其次，在常用MPPT 算法的基础上，针对光伏输出最大功率在多峰值情况下会陷入局部最优的问题，采用了灰狼算法进行最大功率点跟踪的策略，并结合系统特点对算法进行了优化，进一步提高了最大功率点的搜索精度和收敛速度；接下来，针对下垂控制策略不适用低压微网孤岛运行的缺点,提出了基于虚拟阻抗的改进下垂控制策略，有效地实现了有功功率和无功功率的耦合，改善了系统的稳定性，仿真结果验证了所提方法的有效性；最后，针对采用传统PI进行并网控制时存在的坐标变换复杂、抗干扰能力弱的弊端，提出了改进PR的控制策略，优化了计算过程。
仿真结果表明，优化后的控制策略有效减少了并网谐波电流的产生，提高了系统的稳定性。
关键词：微网优化下垂控制灰狼算法改进PR控制AbstractMicrogrid system is a small power grid composed of various micro-sources,loads, energy storage systems and control devices.It is an autonomous system capable of self-management,protection and control.The micro grid can be operated independently or connected to the grid,which promotes the large-scale investment of distributed power supply and renewable energy to a certain extent,and is an effective way to realize the active distribution network.Microgrid has many advantages such as flexible power supply, high power supply quality,safety and reliability,etc.However,if the control strategy is not adopted properly during the operation of microgrid,the system loss will increase and the system stability will vary.Based on the comparative analysis of the existing control strategies such as maximum power point tracking,island operation and grid-connected operation,this paper proposes the optimization scheme of microgrid island/grid-connected operation.The specific research contents include the following aspects:Firstly,the mathematical models of microsources such as fans,accumulators and photovoltaic cells are constructed,and the model construction and simulation are carried out.The traditional control methods of distributed power supply are analyzed based on the inverter topology.Secondly,on the basis of the common MPPT algorithm,aiming at the problem that the maximum power of photovoltaic output will fall into the local optimization under the condition of multiple peaks,the gray Wolf algorithm is adopted for the maximum power point tracking strategy,and the algorithm is optimized according to the characteristics of the system,which further improves the search accuracy and convergence speed of the maximum power point.Next,aiming at the disadvantage that the droop control strategy is not suitable for low-voltage microgrid island operation,an improved droop control strategy based on virtual impedance is proposed,which effectively realizes the coupling of active power and reactive power and improves the stability of the system.Simulation results verify the effectiveness of the proposed method.Finally,aiming at the disadvantages of complex coordinate transformation and weak anti-interference ability in grid-connected control with traditional PI,an improved control strategy for PR is proposed and the calculation process is optimized.Simulation results show that the optimized control strategy can effectively reduce the generation of grid-connected harmonic current and improve the stability of the system.Key words:Microgrid Optimization Droop control Grey wolf algorithm Improved PR control目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1课题研究背景及意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.2.1国外研究现状 (2)1.2.2国内研究现状 (3)1.3微网的分类 (4)1.3.1交流微网 (4)1.3.2直流微网 (5)1.3.3交直流微网 (6)1.4论文研究的主要内容 (7)第2章风光储微源模型的建立及仿真 (9)2.1风机模型的建立及仿真 (9)2.1.1风机模型的建立 (9)2.1.2风机模型的仿真 (12)2.2蓄电池模型的建立及仿真 (13)2.2.1蓄电池模型的建立 (13)2.2.2蓄电池模型的仿真 (15)2.3光伏电池模型的建立及仿真 (16)2.3.1光伏电池模型的建立 (16)2.3.2光伏电池模型的仿真 (18)2.4本章小结 (19)第3章微网逆变器的数学模型及控制方法 (20)3.1微网逆变器的数学建模及其拓扑结构 (20)3.1.1微网逆变器的数学建模 (20)3.1.2微网逆变器的拓扑结构 (20)3.2微网分布式电源传统控制方法 (21)3.2.1恒功率控制策略 (22)3.2.2恒压恒频控制策略 (23)3.2.3传统下垂控制策略 (24)3.3本章小结 (26)第4章基于改进灰狼算法的光伏系统最大功率点跟踪 (27)4.1常用最大功率点跟踪算法 (27)4.1.1恒定电压法 (27)4.1.2扰动观测法 (28)4.1.3电导增量法 (29)4.1.4常用MPPT算法的局限性 (30)4.2最大功率点跟踪算法的优化 (31)4.2.1灰狼算法 (31)4.2.2改进灰狼算法 (33)4.3改进灰狼算法仿真结果分析 (35)4.3.1模型的搭建 (35)4.3.2仿真结果分析 (35)4.4本章小结 (37)第5章基于改进下垂控制的微网孤岛运行控制策略研究 (38)5.1微网逆变器输出功率特性 (38)5.2基于虚拟阻抗改进下垂控制策略的研究 (39)5.2.1下垂控制策略原理 (39)5.2.2改进下垂控制策略的研究 (40)5.3.3基于虚拟阻抗的改进下垂控制策略 (42)5.3逆变器电压电流双闭环设计 (42)5.4微网离网仿真结果分析 (44)5.4.1模型的搭建 (44)5.4.2仿真结果分析 (47)5.5本章小结 (50)第6章基于改进PR控制的微网并网运行控制策略研究 (51)6.1PI控制策略 (51)6.2PR控制策略研究 (53)6.3改进PR控制策略 (54)6.4微网并网仿真结果分析 (56)6.4.1模型的搭建 (56)6.4.2仿真结果分析 (57)6.5本章小结 (59)第7章结论与展望 (60)7.1结论 (60)7.2展望 (60)致谢 (61)参考文献 (62)作者简介 (66)攻读硕士学位期间研究成果 (67)第1章绪论1.1课题研究背景及意义随着人们生活水平的提高，经济飞速的发展，全世界共同面对两大问题是能源和环境问题。
分布式光伏发电系统的并网运行管理策略
分布式光伏发电系统的并网运行管理策略随着新能源的快速发展，分布式光伏发电系统越来越受到人们的关注。
作为可再生能源的重要组成部分，光伏发电系统具有环保、可持续等优势。
然而，其并网运行管理策略一直是一个备受关注的问题。
本文将就分布式光伏发电系统的并网运行管理策略进行探讨。
合理的电网规划是实现分布式光伏发电系统并网运行的关键。
电网规划的要点是确定适当的光伏发电机组容量以及并网点的位置。
在确定光伏发电机组容量时，需要综合考虑经济、环境和其他因素，确保发电系统的安全稳定运行。
并网点的位置应根据当地的电网负荷情况和光照强度等因素确定，以便充分利用可再生能源并方便接入电网。
分布式光伏发电系统的并网运行管理策略应包括合理的发电调度策略。
发电调度策略的目标是在保证光伏发电系统经济运行的前提下，尽可能多地利用可再生能源。
合理的发电调度策略要考虑电网负荷情况、电价变化等因素，通过光伏发电系统的输出功率调整来满足电网需求。
应根据不同区域的天气、季节等因素，调整光伏发电系统的运行模式和发电量，以达到最佳的发电效果。
第三，安全稳定并网运行是分布式光伏发电系统管理的重要方面。
由于光伏发电系统的特点，如间歇性发电、电压波动等，其并网运行容易受到电网质量的影响。
因此，需要采取一系列措施来保障系统的安全稳定运行。
可以通过合理的电网规划和电网升级，增加电网容量和稳定性，以应对光伏发电系统的接入。
可以采用电网滤波装置、电网电压调节装置等设备，提高电网质量。
建立完善的监测系统，及时发现故障并进行处理，也是确保光伏发电系统安全稳定运行的重要措施。
政府的政策支持和监管是分布式光伏发电系统并网运行管理的决定性因素之一。
政府可以通过制定相关政策和法规，推动光伏发电系统的发展和普及，并提供相应的财政补贴和税收优惠。
政府还应加强对光伏发电系统的监管，保障其合规运行，并加强对发电企业的扶持和指导，提高其技术水平和管理能力。
综上所述，分布式光伏发电系统的并网运行管理策略需要合理的电网规划、发电调度策略、安全稳定运行和政府的政策支持。
微网系统并离网特性与控制策略研究
微网系统并离网特性与控制策略研究一、本文概述随着可再生能源的快速发展和智能电网的深入推进，微网系统作为一种将分布式电源、储能装置、负荷以及控制保护装置集合在一起的小型发配电系统，其重要性和应用前景日益凸显。
微网系统既可以与主网并网运行，也可以在需要时与主网脱离，实现孤岛运行，这种并离网灵活切换的特性使得微网在保障能源供应、提高电网稳定性以及促进可再生能源消纳等方面发挥着重要作用。
本文旨在深入研究微网系统的并离网特性，分析其在不同运行模式下的性能表现，并探讨相应的控制策略。
文章首先对微网系统的基本结构、工作原理和关键技术进行概述，为后续研究奠定基础。
随后，文章将重点分析微网系统在并网和离网两种模式下的运行特性，包括功率流动、电压和频率控制、保护策略等。
在此基础上，文章将提出一套适用于微网系统的控制策略，旨在优化微网在并离网切换过程中的性能表现，提高微网的稳定性和可靠性。
本文的研究不仅有助于深入理解微网系统的运行特性，也为微网的控制策略设计提供了理论支持和实践指导。
本文的研究成果对于推动微网技术的发展和应用，促进可再生能源的广泛利用和智能电网的建设具有重要意义。
二、微网系统并离网特性分析微网系统作为一种新型电力网络结构，其并离网特性是研究的重点之一。
微网系统并离网特性分析主要涉及到微网在并网和离网两种模式下的运行特性、能量管理策略以及控制策略等方面。
在并网模式下，微网与主电网相连，共同为用户提供电力。
此时，微网可以作为一个分布式电源，通过调整自身的出力来响应主电网的调度指令，从而实现微网与主电网之间的功率平衡。
微网还可以通过与主电网的交互，实现能量的互补和优化配置，提高整个电力系统的运行效率和稳定性。
在离网模式下，微网与主电网断开连接，依靠自身的储能装置和分布式电源独立供电。
此时，微网需要通过能量管理系统来合理分配各分布式电源的出力，确保微网内部电能的供需平衡。
同时，储能装置在离网模式下发挥着关键作用，既可以在电力供应不足时提供补充，又可以在电力供应过剩时吸收多余的电能，从而实现微网的稳定运行。
光伏电站并网运行中的电网调度与稳定性控制
光伏电站并网运行中的电网调度与稳定性控制随着全球能源危机的不断加深，光伏电站越来越成为解决能源危机的关键之一。
然而，光伏电站的并网运行中所需的电网调度与稳定性控制是保障光伏电站顺利运行的重要环节。
本篇文章旨在探讨光伏电站并网运行中的电网调度与稳定性控制。
一、电网调度在光伏电站并网运行中，电网调度是至关重要的一环。
首先，电网调度需要根据目前电网的工作状态，及时调整电网运行模式，使得光伏电站能够与电网保持同步并安全并网。
其次，电网调度需要考虑光伏电站的输出功率，根据需要调整电网负荷，以维持电网运行的稳定性。
1. 电网同步在光伏电站并网运行中，电网同步是至关重要的一步。
电网同步是指光伏电站发电系统与电网系统的电压、频率、相位等参数相互协调和同步。
当光伏电站与电网同步后，发电功率才能加入到电网中，从而实现发电。
2. 电网负荷调节电网负荷调节是指根据光伏电站的输出功率，及时调整电网负荷，以保持电网运行的稳定性。
具体的调节方式包括提高负荷率、调整发电功率等。
通过电网负荷调节，可以保证电网运行的稳定性，同时满足光伏电站的发电需求。
二、稳定性控制在光伏电站并网运行中，稳定性控制是确保光伏电站安全并网的重要环节。
稳定性控制的主要目的是保持电网的电压和频率稳定，减少电网运行过程中的不稳定因素，确保光伏电站能够安全地并网。
1. 电压稳定控制在光伏电站并网运行中，电压稳定控制是非常重要的一环。
电压稳定控制需要根据电网中的电压变化，及时调整电压控制器的输出电压，以控制光伏电站的输出电压，确保光伏电站发电并与电网稳定同步。
2. 频率稳定控制在光伏电站并网运行中，频率稳定控制也是非常重要的一环。
频率稳定控制需要根据电网中的频率变化，及时调整频率控制器的输出频率，以控制光伏电站的输出频率，确保光伏电站发电并与电网稳定同步。
以上是关于光伏电站并网运行中的电网调度与稳定性控制的内容论述。
在保证光伏电站安全稳定运行的过程中，电网调度和稳定性控制的作用不可或缺。
微电网中离网运行策略与控制方法
微电网中离网运行策略与控制方法随着电力需求的不断增长和可再生能源的快速发展，微电网作为一种新兴的能源系统呈现出巨大的潜力。
微电网能够提供电力供应的稳定性和可靠性，同时也能够实现对能源的更加高效的利用。
离网运行是微电网的一种重要运行方式，它提供了一种与主电网隔离的独立供电模式。
本文将探讨微电网中离网运行的策略与控制方法。
首先，离网运行的策略决定了微电网在不同情况下的运行模式。
微电网的离网运行可以分为主动离网和被动离网两种模式。
主动离网是指在主电网较为稳定时，微电网自主选择离网运行，以实现对能源的更加有效利用。
被动离网则是在主电网故障或断电时，微电网自动切换到离网运行模式，以保证电力供应的连续性。
离网运行的策略在设计时需要考虑到供电可靠性、经济性和环境友好性等多个方面的因素。
其次，离网运行的控制方法对于微电网的运行稳定性至关重要。
微电网的控制系统需要能够实时监测并调节各个子系统之间的能量平衡，确保电力的稳定供应。
在离网运行模式下，微电网需要通过控制电池储能系统和可再生能源发电系统之间的协调运行，以实现对电力负荷的平衡。
此外，还需要根据电力需求的变化，及时调整微电网的电源配置和运行策略，以提高供电效率和经济性。
另外，离网运行中的能量管理是微电网控制的关键环节。
能量管理在离网运行模式下主要包括能源的采集、存储和分配。
微电网通过使用太阳能光伏发电、风力发电等可再生能源，实现对能源的自主采集。
同时，通过电池储能系统等设备，对能量进行有效存储。
在离网运行模式下，能量的分配也是一项重要的任务，需要根据电力需求和能源状况，合理调配能量的使用和储存方式。
此外，智能化技术的应用也对离网运行的控制方法产生了深远的影响。
智能化技术可以实现对微电网的实时监测、数据分析和智能控制。
通过使用物联网技术和人工智能算法，微电网的运行状态可以被精确地监测和分析，从而实现对离网运行策略和控制方法的优化。
智能化技术的应用不仅可以提高微电网的运行稳定性和可靠性，还可以降低运行成本和环境影响。
光伏发电系统的并网与离网运行模式比较
光伏发电系统的并网与离网运行模式比较随着可再生能源的快速发展，光伏发电系统已经成为一种受到广泛关注的能源解决方案。
光伏发电系统主要通过光伏组件将太阳能转化为电能，并将其注入电网或储存起来以供后续使用。
而光伏发电系统的运行模式主要分为并网和离网两种方式。
一、并网运行模式并网运行模式是指将光伏发电系统直接连接到电网，通过逆变器将直流电转换为交流电，并将其注入电网。
并网运行模式具有以下优点：1. 增加能源利用率：并网运行模式下，电网可以为光伏发电系统提供补充电能，使系统的能源利用率更高。
2. 发电系统发电能力的最大化：并网运行模式下，所需的电能不仅可以从太阳能中获得，还可以从电网中获取，从而将发电能力最大化。
3. 节约成本：并网运行模式下，系统无需购买大容量的电池组以储存电能，降低了系统的投资成本。
但并网运行模式也存在一些缺点：1. 电网负荷限制：电网可能对外部的光伏发电系统的注入功率有一定的限制，当光伏发电系统的发电功率超过了电网的负荷能力时，系统需要通过调整并网功率或其他措施来适应电网的需求。
2. 安全风险：并网运行模式下，光伏发电系统必须严格符合电网标准和规范，以确保安全可靠地与电网连接。
二、离网运行模式离网运行模式是指将光伏发电系统与电网完全隔离，系统通过电池组储存白天发电的电能，以供夜间或低光照条件下使用。
离网运行模式具有以下优点：1. 独立性强：离网运行模式下，光伏发电系统不依赖于电网供电，可以独立运转，能源来源更加可靠稳定。
2. 灵活性：离网运行模式下，系统可以根据实际需要自行调节发电和用电之间的平衡，具有较高的灵活性。
3. 适用范围广：离网运行模式适用于偏远地区或无电网覆盖的地方，可以满足基本的用电需求。
但离网运行模式也存在一些限制：1. 储能成本高：离网运行模式需要配备大容量的电池组，以储存足够的电能，增加了系统的成本。
2. 能源管理困难：离网运行模式下，系统需要进行精确的能源管理，以确保光伏发电系统的电能供应和用电需求的平衡。
配电网中光伏微网系统的新型控制策略
配 电网 中光 伏 微 网 系统 的新 型 控 制 策 略
夏 向 阳 万 成
４０ １ １ １４） （ 沙理 工大学 电气 与信 息工 程学 院，长 沙 长
摘要 本 文基 于 三相 光伏发 电与有 源滤 波器 的工作 原理 ，分析 了一种 能够 对 两者 实现统 一控 制 的系统拓 扑结构 ，并基 于该 系统拓 ４ 结构提 出 了一种无 差拍控 制与 Ｐ 控 制与相结 合 的复合控 制 １ 、 Ｉ 策 略。所提 到的无差 拍控 制具有 响应 快速 、精度 高 等特 点， 能够 解决 光伏微 网系统 负载侧 的 电流
反馈 对这 些耦 合量 全部进 行解 耦控 制 ，不仅 引入 的 状态 量 比较 多 ，而 且需进 行 复杂运 算 ，这使 控制相 关 的系统 参数 随之 增 多，使得 控制 性 能非常 依赖 建
图 １ 三相 光伏 微 网系统 的拓 扑结构 图
１ Ｌ Ｌ 滤 波 器 模 型 ． ２ Ｃ
方法 ，稳定性 强，滤 除谐波效果 良好 ，但是响应速度 缓慢 ，且没有详细分析有源 电力滤波器滤波 的控制策 略。文献［］ ９基于瞬 时无功功率理论 ，提 出了无功及谐
洁干净 、时 间长久 、获取方 便、数量 巨大等优 点【。 ３ ］
目前，国 内各大太 阳能光伏发 电设备生产厂家 ，如无
系统，将对 电网的稳定运 行产 生影响。传统 的无源滤 波器 已经不能满足现在 电力对 电能质量 的要求 ， 因此 ， 光伏并 网装置和有源滤波器 （ Ｆ ＡＰ ）相结合 的复合控
复合控制策略。首先基于 Ｌ Ｌ型三相光伏微 网系统的 Ｃ
结构 ，分析了其工作原理 ，建立 了滤波器 的数学模型； 然后 ，基于滤波器的数学模型，提 出一种 Ｐ 控制与无 Ｉ
微电网逆变器并／离网切换控制策略
ＳＨＩ Ｋａｉꎬ ＪＩＡＯ Ｌｏｎｇꎬ ＸＵ Ｐｅｉ￣ｆｅｎｇꎬ ＹＥ Ｈａｉ￣ｈａｎ
文章编号:１００９ － ２５５２(２０１８)１０ － ００５２ － ０６ ＤＯＩ:１０������ １３２７４ / ｊ������ ｃｎｋｉ������ ｈｄｚｊ������ ２０１８������ １０������ ０１１
微电网逆变器并 / 离网切换控制策略
施 凯ꎬ 焦 龙ꎬ 徐培凤ꎬ 叶海涵
( Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＪｉａｎｇｓｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ ２１２０１３ꎬＪｉａｎｇｓｕ ＰｒｏｖｉｎｃｅꎬＣｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｉｎ ａｌｌｕｓｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏ￣ｇｒｉｄ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｍｏｄｅｌ ( ＶＳＧ) ｉｎ ｍｉｃｒｏ￣ｇｒｉｄꎬ ａｎ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｑｕａｓｉ￣ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｐａｒａｌｌｅｌ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ａｎｄ ｉｓｌａｎｄ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ. Ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｃａｎ ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ ｓａｔｉｓｆｙ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｇｒｉｄ￣ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｓｌａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｓｍｏｏｔｈｌｙ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｗｏ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｓ. Ｆｏｒ ｒｅａｌｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｇｒｉｄ￣ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎꎬ ｔｈｅ ｑｕａｓｉ￣ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｐａｒａｌｌｅｌ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｏｆ ｍｉｃｒｏ￣ｇｒｉｄ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｏ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｑｕａｓｉ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｏｆ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｇｅｎｅｒａｔｏｒꎬ ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｒｅｓｔｒａｉｎ ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｈｏｃｋ ｏｃｃｕｒｓ. Ｆｏｒ ｑｕｉｃｋｌｙ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ ｏｆ ｕｎｐｌａｎｎｅｄ ｉｓｌａｎｄｉｎｇꎬ ａｎ ｉｓｌａｎｄ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ＶＳＧ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ｉｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｆｏｒ ｓｍｏｏｔｈｌｙ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｅ ｉｓｌａｎｄｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ. Ｆｏｒ ｒｅａｌｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｓｔａｂｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｃｒｏ￣ｇｒｉｄꎬ ａ ｓｍｏｏｔｈ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｇｒｉｄ￣ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ / ｉｓｌａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ ｉｓ ｐｒｏｖｉｄｅｄ. Ｆｉｎａｌｌｙꎬ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｍｏｄｅｌｓ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ａｒｅ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＭＡＴＬＡＢ / ｓｉｍｕｌｉｎｋ. Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｍｉｃｒｏ￣ｇｒｉｄ ｉｎｖｅｒｔｅｒꎻ ｖｉｒｔｕａｌ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ( ＶＳＧ) ꎻ ｑｕａｓｉ￣ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎꎻ ｉｓｌａｎｄｅｄ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎꎻ ｓｍｏｏｔｈ￣ｓｗｉｔｃｈ ｃｏｎｔｒｏｌ
光伏发电系统的并网与离网运行模式
光伏发电系统的并网与离网运行模式随着能源需求的不断增长和对环境保护的日益重视，光伏发电逐渐成为一种重要的清洁能源解决方案。
光伏发电系统可以实现将太阳能转化为电能，并将其注入到电网中供给社会使用，也可以在离网情况下直接供电。
本文将探讨光伏发电系统的并网与离网运行模式。
一、光伏发电系统的并网运行模式光伏发电系统的并网运行模式是指将光伏发电系统与电网相连接，实现太阳能发电与电网供电的互联互通。
在此模式下，光伏发电系统的电能产出将直接注入电网中，供应给用户使用。
并网运行模式可以分为以下几个关键环节：1. 电流注入电网在并网运行模式中，光伏发电系统通过逆变器将直流电转换成交流电，然后将交流电注入到电网中。
逆变器具有电流保护和电压控制的功能，以确保光伏发电系统与电网的稳定连接。
2. 电网管理光伏发电系统并网后，需要与电网相匹配，以确保稳定的供电。
电网管理系统可以监测电网负荷和光伏发电系统的输出功率，实施功率匹配和调整，以保持电网的稳定运行。
3. 回购政策在许多国家和地区，采用光伏发电系统的并网运行模式可以享受政府的回购政策。
根据此政策，电力公司将从光伏发电系统的主人购买多余电能，并将其纳入到电网供应范围内。
这种政策鼓励了更多人参与到光伏发电产业中。
二、光伏发电系统的离网运行模式光伏发电系统的离网运行模式是指将光伏发电系统独立于电网，通过储能设备将太阳能转换成电能，以满足用户的独立供电需求。
在离网运行模式下，光伏发电系统可以直接为用户提供电力，并通过存储设备将多余的电能储存起来，以备不时之需。
具体的运行模式如下：1. 充电与储能在离网运行模式下，光伏发电系统需要将太阳能转化为电能，并将其存储到适当的储能设备中，如电池组或储氢设备等。
这样，当太阳能不足时或在夜晚无法发电时，储能设备可以继续为用户供电。
2. 供电与管理光伏发电系统的离网运行模式可以满足用户的基本电力需求，包括家庭用电、商业用电等。
用户可以通过管理系统监控光伏发电系统的电力输出和储能设备的电量，以便根据需求合理利用电能。
微网系统并网孤岛运行模式无缝切换控制策略
微网系统并网孤岛运行模式无缝切换控制策略一、概述随着能源结构的转型和新能源技术的快速发展，微网系统作为一种新型的分布式能源供应方式，正逐渐受到广泛关注和应用。
微网系统由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷以及监控和保护装置等组成，可以在并网和孤岛两种模式下运行。
并网模式下，微网系统与主网相连，共享主网的资源和能量孤岛模式下，微网系统独立于主网运行，为内部负荷提供电能。
微网系统在这两种模式之间的无缝切换，对于保障电力系统的稳定、安全和可靠运行具有重要意义。
无缝切换控制策略是微网系统并网孤岛运行模式切换的关键技术之一。
它需要在保证微网系统内部负荷供电连续性的同时，实现微网系统与主网之间的平滑过渡。
无缝切换控制策略的研究和应用，对于提高微网系统的运行效率和可靠性，推动新能源的广泛应用，促进电力系统的可持续发展具有重要意义。
本文旨在探讨微网系统并网孤岛运行模式无缝切换控制策略的研究现状和发展趋势，分析无缝切换控制策略的关键技术和实现方法，为微网系统的无缝切换控制策略研究和应用提供参考和借鉴。
通过对无缝切换控制策略的深入研究和应用，我们可以进一步提高微网系统的运行效率和可靠性，推动新能源技术的广泛应用，为电力系统的可持续发展做出贡献。
1. 微网系统概述微网系统，亦称为微电网系统，是一种相对于传统大规模发配电模式而言的小型电网系统。
它主要由各种微源（如新能源光伏、光热、风电以及传统电机等）、储能装置、负荷、保护和监控装置等组件构成。
微网系统能够实现自我控制、保护和管理，具备灵活的运行模式和调度管理性能，既可以并入大电网运行，也可以独立作为孤岛运行。
在并网模式下，微网系统与大电网一起分担用户的供电需求，而在孤岛模式下，微网系统则保证用户尤其是重要用户的正常用电。
通常，微网系统接在低压或中压配电网中，通过分布式发电和储能技术，实现能源的高效利用和经济的优化运行。
微网系统的能源输入形式多种多样，包括可再生能源（如太阳能、风能等）和传统能源。
光伏系统的并网与离网运行模式
光伏系统的并网与离网运行模式随着能源需求的不断增加和对环境的保护意识的提高，光伏发电系统作为一种清洁、可再生的能源形式，得到了广泛应用和推广。
在光伏系统的运行过程中，其中一个重要的环节就是并网与离网运行模式。
本文将深入探讨光伏系统的并网与离网运行模式及其特点。
一、并网运行模式并网运行模式是指光伏系统将所产生的电能通过逆变器转化为交流电，然后将其与公共电网连接，实现光伏系统的发电功率与供电系统的电能互相交流。
并网运行模式具有以下几个特点：1.高效稳定：并网运行模式可以充分利用光伏系统的发电能力，将多余的电能输出到电网中，实现高效稳定的发电。
2.双向流动：在并网模式下，电能可以双向流动。
当光伏系统的发电量超过负载需求时，多余的电能可以反向输入到电网中，从而实现发电与用电之间的互补。
3.接入便捷：并网模式下，光伏系统与电网的连接相对简单，只需要通过逆变器将直流电转化为交流电，然后与电网连接，无需额外的设备。
二、离网运行模式离网运行模式是指光伏系统不与电网相连接，而是自主运行并满足负载需求。
离网运行模式主要应用于一些偏远地区或者没有电网供电的场景，其特点如下：1.独立运行：离网模式下，光伏系统依靠自身的储能装置（例如电池组）存储和供电。
发电系统和用电系统相互独立，不依赖于电网的存在。
2.节能环保：离网模式下，光伏系统的发电能力与负载需求相匹配，避免了能源的浪费和电网负荷的增加，具有较好的节能环保效果。
3.稳定可靠：离网模式下，光伏系统需要具备较大容量的储能装置，以应对天气不佳或者夜间无法发电的情况。
这样可以保证光伏系统持续稳定地为负载供电。
三、并离网切换在一些特殊情况下，光伏系统需要在并网模式与离网模式之间进行切换。
常见的情况包括电网故障、自然灾害等。
并离网切换需要依靠自动切换装置和控制系统来实现，以保证在切换过程中负载的稳定供电。
1.自动切换装置：自动切换装置是指一种能够感知电网状态和光伏系统电源状态并进行自动切换的设备。
太阳能光伏电站并网运行控制策略
太阳能光伏电站并网运行控制策略随着社会进步和科技发展，越来越多的能源被开发出来，其中太阳能光伏发电被广泛应用于家庭、企业和工业领域，并越来越受到政府的重视。
然而，在并网运行过程中，技术困难和安全问题是需要解决的主要问题之一。
本文介绍几种常见的太阳能光伏电站并网运行控制策略。
一、电压和频率控制策略在光伏电站发电时，如果输出电压和频率出现偏差，将会导致误差扩大并影响电网的稳定性。
因此，电压和频率控制策略是保证太阳能光伏电站安全运行的一项基础技术。
其中，电压控制策略主要是通过升降压器或者转换器来实现电池板的电压调节，进而控制电网电压的稳定性；频率控制策略则是通过控制电网中的发电和负载来实现电网频率的稳定性。
二、最大功率点跟踪控制策略对于太阳能光伏电站来说，最大功率点是电池板能够最大产生功率的点。
然而，由于光照和温度的变化，最大功率点会发生变化，因此需要对最大功率点进行跟踪。
最大功率点跟踪控制策略通常通过软件和硬件实现，通过对电池板电压和电流的监测来确定最大功率点的位置，进而控制电网中的发电量。
三、功率平衡控制策略太阳能光伏电站发电量的大小是受到自然条件和设备质量等因素的影响，因此在电网并网运行过程中，需要实现功率平衡控制策略。
功率平衡控制的目标是使得太阳能光伏电站发电功率与电网负荷的相互匹配，从而避免因为电网过载而导致的电网宕机和设备损坏等问题。
综上所述，电压和频率控制策略、最大功率点跟踪控制策略和功率平衡控制策略是太阳能光伏电站并网运行控制策略的主要方法。
这些策略的实现需要技术精湛和严谨的工程实践，能保证光伏电站正常运行。
同时，这些策略的出现和普及也为广大用户和企业带来了更多的选择和机会。
分布式光伏电站微网的设计及控制策略
分布式光伏电站微网的设计及控制策略一、引言光伏电站作为一种可再生的能源，已经在全球范围内得到了广泛的应用和发展。
分布式光伏电站微网则是一种新型的电力系统形式，相对于传统的集中式电力系统具有更高的可靠性和经济性。
在这样的背景下，本文将从设计和控制策略两个方面，探讨分布式光伏电站微网的建立。
二、分布式光伏电站微网的设计1. 设计理念分布式光伏电站微网的设计理念就是将多个具有自主控制能力的“微电网”相互连接起来，形成一个能够自主供电的小型电力系统。
这样的设计方式有效地提高了系统的安全性和稳定性，同时也可以更好地利用太阳能资源。
2. 设计要素在分布式光伏电站微网的设计过程中，需要考虑的主要要素如下：①光伏电池组件：如何选用合适的组件，提高光电转换效率，减少系统的损耗和成本。
②储能电池组件：如何选用合适的储能电池组件，提高系统的能量密度和循环寿命，降低储能成本。
③逆变器和变压器：如何选用合适的逆变器和变压器，提高系统的稳定性和效率，以及系统的容错和自恢复能力。
④智能控制技术：如何采用合适的智能控制技术，最大限度地利用可再生能源，同时实现能量储存和供应的智能化管理和控制。
3. 设计原则分布式光伏电站微网的设计原则主要有以下几点：①安全可靠性原则：确保系统的安全性和可靠性，防止电网故障和事故的发生。
②经济性原则：在保证系统性能和质量的前提下，尽量优化系统的成本和投资回报率。
③可扩展性原则：根据需求的变化和系统的扩展需求，适当调整系统的参数和拓扑结构。
④环保可持续性原则：在设计过程中要尽量考虑到系统的环保性和可持续性，尽量减少系统对外部环境的影响。
三、分布式光伏电站微网的控制策略1. 控制目标分布式光伏电站微网的控制目标主要有以下几点：①维持电网的稳定性和可靠性，保证用户的需求得到满足。
②实现能量的平衡和优化，最大限度地利用可再生能源，降低系统运行成本。
③提高系统的容错和自恢复能力，保障电网的安全和可靠性。
2. 控制策略分布式光伏电站微网的控制策略主要有以下几种：①积极电力服务型控制策略：根据用电需求和电网供电情况，通过智能控制技术，调节储能和输出功率，实现电力服务。
浅述微电网系统并网运行控制策略
⑥检查储能单元 SOC 是否越限。 若是充电指 令，检查储能单元当前 SOC 是否越上限；若是放电 指令，检查储能单元当前 SOC 是否越下限。 若 SOC 越限，则告知用户及电网调度 SOC 越限，进入步骤 ⑦；否则，进入步骤⑧。
2风光储联合功率控制光伏发电和风力发电的出力易受到外部气象因素影响出力会有波动可根据分布式发电预测与负荷预测的结果科学控制微电网内储能单元出力弥补风光发电实时波动性使风光储联合发电出力稳定在一定的范围内满足稳定供电的要求这就是风光储联合功率控制
研究与发展
2020年第 1期
青海科技
浅述微电网系统并网运行控制策略
⑦若 SOC 低于下限，下达充电指令，储能单元 以较大功率充电；若 SOC 高于上限，下达放电指令， 储能单元以较大功率放电。 直到 SOC 恢复到某一设 定值。
⑧按照计算目标值下达储能充放电指令并检查 执行情况。 若风光出力实时监测值与预设出力有出 入，超过允许范围，则返回④，再次根据当前风光实 时出力情况计算储能单元的出力目标值并下达充放 电指令，直到进入风光出力预测下一时段。
与计划控制相比，风光储联合功率控制策略对 储能系统的控制提出了更高的要求，计划控制策略 中，储能系统大部分时候是恒功率运行；而在风光储 联合功率控制策略中，储能系统主要进行变功率充 放电运行。 为减少储能系统日充放电次数，提高储 能系统的使用寿命，要合理选取 PM 计算参数。 2.2 基于混合储能的功率平滑控制
以储能单元的充放电计划控制为例，详细步骤 如下：
①读取储能单元充放电计划控制曲线，检查储 能单元运行状态。 若储能单元处于停机状态，下达 并网开机指令；若储能单元处于正常运行状态，进入 步骤②。
阐述光伏发电微网控制策略
阐述光伏发电微网控制策略1.光伏发电技术概述相对于传统发电技术而言，光伏发电过程简单、能源分布广泛、无噪声污染且环保性能突出，这些特征使其愈來愈受到关注，且应用范围也在不断扩充。
尽管光伏发电存在诸多优点，但在实际发电过程中，功率输出易受到外界环境影响，特别是光照强度及环境温度会造成功率输出出现动态性波动，影响了供电稳定性[1]。
目前，光伏发电主要是通过电力电子接口接入微网当中，所以并不具备惯量，无法有效克服负荷波动。
在负荷波动的作用下，会造成系统电压与系统频率受到干扰，导致电能质量下降。
但即便如此，光伏发电依然有着良好的发展前景。
相信通过相关技术不断完善，光伏发电未来必然会在电网中占据重要地位。
2.光伏发电问题分析光伏发电系统具有一定程度的强非线性系统特征，并且存在随机性及间歇性缺陷。
光伏电池是光伏发电的主要元器件，通过光伏电池的作用可将太阳能转变为电能。
然而在上述过程中，光伏电池的功率与外界光照强度存在密切联系。
当光照强度出现变化时，输出功率也会随之产生变化。
例如，在多云天气中，光照强度会出现频繁变化，这种变化特征将直接导致光伏发电输出极不稳定，给微网电压及供电频率产生影响。
若情况严重的话，甚至会导致发电系统崩溃，中断负荷供电[2]。
其次，光伏发电功率会造成逆变器维持轻载状态工作，导致保护装置误动，并提升电流谐波含量。
从本质上来看，光伏电池属于逆变电源，无论是电能转换还是功率控制均需要相关电力设备及电子设备支持。
在这种前提下，光伏发电的动态性特征也会对微网整体稳定性产生影响，并影响到电能质量。
将光伏发电并入电网中，其特性会与电网特性产生叠加作用，使得运行过程变得更为复杂。
为保持光伏发电系统稳定运行，需要为光伏发电相关设备配置具有一定容量的储能装置，并采取合适的功率控制策略来抑制功率输出波动。
在光伏发电系统中应用蓄电池，可让光伏发电系统的稳定性得以提升。
光照充足时，可利用光伏电池对蓄电池进行充电；当光强度出现波动变化时，则利用蓄电池根据功率波动进行相应的充放电，以保持功率输出处于稳定状态，起到平抑作用。
光伏发电微网控制策略分析
光伏发电微网控制策略分析摘要：随着社会经济和科技的发展，人们对电力的需求也越来越大，新能源发电得到了社会的一致认可。
但是由于光伏发电是基于电力电子接口接入微网的，不具备传统旋转发电机的转动惯量，克服负荷波动的能力比较差，微网负载波动会导致系统电压和频率波动问题。
为让微网保持正常的运转状态，必然要对光伏发电采取一定的控制策略，使其能够良好地兼容于微网中运行。
基于此，文章就光伏发电微网控制策略进行分析。
关键词：光伏发电；微网；控制策略1.光伏发电系统的结构为了提高光伏发电的电压和容量，需要将若干光伏电池根据负载需要按照一定的方法串并联连接起来构成组合体，再将组合体通过一定的工艺流程封装成大功率光伏电池板，工程上使用的电池板是光伏电池使用的最小单元。
再将这些光伏电池板根据容量大小的需要，按照一定的方法又可以串并联连接，构成光伏阵列。
光伏发电从本质上讲就是将光能直接转化为直流电，然后通过电力电子逆变装置将直流电逆变为可以利用的交流电。
光伏发电系统模型主要分为光伏电池和逆变装置两个部分。
其逆变装置可以分为单级式逆变和多级式逆变，相比较而言，后者更便于实现最大功率跟踪控制和直流电压的控制，但是由于电力电子器件数目多，结构复杂，增加了电能损耗。
目前，常见的光伏发电系统主要由光伏电池组、DC-DC变换器、DC-AC变换器、滤波装置、储能装置以及功率控制器、测量、监控、防护辅助设施组成。
目前，比较典型的分布式光伏发电系统结构如图1所示。
其中光伏电池是系统的核心。
当它接受太阳光照射时产生光伏效应，将光能转化为能供负载工作，并且将剩余电能送往储能装置储存起来。
防反充二极管在工程中又称阻塞二极管，其作用是防止光伏阵列在光照强度极弱的情况下，停止输出功率或出现故障时，储能装置通过光伏阵列反向放电。
防反充二极管串联在光伏电池阵列的电路中，利用其单向导电作用，对光伏电池起保护作用。
因此，要求它必须能够承受较大的电流，此外，要求它的正向电压降和反向饱和电流要足够小。
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微网的光伏系统并网运行和离网运行的控制策略
【摘要】光伏微网逆变器分为并网运行和离网运行双模式。
本文详细分析和研究微网逆变器的控制策略，确定了在离网工作模式下的电压闭环控制策略和在并网工作模式下的瞬时电流控制策略。
根据选定的控制策略分别对其控制系统进行了建模仿真和相关参数的设计，并利用Matlab/Simulink软件对并网和离网模式以及两种模式之间的相互切换进行仿真，仿真结果证明了本文所采用的控制方法的正确性和有效性。
【关键词】光伏微网；微网逆变器；并网；离网
微网是一种由负荷和各种微型电源共同组成的系统，它可以同时提供电能和热量。
光伏微网发电技术是介于离网型光伏发电和并网型光伏发电之间的前沿技术，既结合了两种技术优点，又克服了并网型光伏发电只能将能量输送到电网所带来的缺陷，并且可以解决离网型光伏发电效率低下的问题，在国际上受到了广泛的重视，有实际的研究价值。
1.微网逆变器的工作模式
1.1 并网工作模式
在太阳光照充足的情况下，微网逆变器一般工作于并网模式，除了保证本地重要负载正常工作外，还可把多余的电能输送给电网，可等效于传统的并网型逆变器。
根据控制对象的不同，并网逆变器的输出控制方式有电压控制和电流控制两种，在逆变器与电网进行并联运行时，电网可看作一个容量无穷大的交流电压源，如果用电压型控制，则与电网之间很容易产生环流，所以并网逆变器的输出经常采用电流型控制，只要将逆变器的输出电流跟踪电网电压，同时设定输出电流的大小，就可以实现稳定并网运行，其控制方法相对简单，效果也较好。
1.2 离网工作模式
具有离网单独运行的能力是微网逆变器最重要的特点之一。
当电网出现故障时，信号采样电流检测到电网故障，发出电网故障信号，经过DSP处理，发出指令，微网逆变器切换到离网模式，通过断开静态开关，利用蓄电池的储能，为本地重要负荷提供不间断供电，保证重要负荷供电的可靠与稳定。
微网逆变器离网运行的输出控制法也可分为电流型控制法和电压型控制法。
电压型控制法一般是以输出电容电压作为受控目标，整个系统可等效为一个内阻很小的受控电压源。
只需要微网逆变器输出与电网电压同频同幅的电压信号，就可以满足重要负荷在额定电压下正常工作。
2.离网运行模式控制策略分析
逆变器独立运行控制系统电路框图如图1所示，图中采用的是电压闭环控制方法。
电压闭环控法是用给定电压与输出负载电压的实时值进行比较，两者的差值经PI控制器调节，PI控制器输出再与正弦波比较，最后输出PWM信号去驱动功率开关器件来改变逆变器桥的开关状态。
电压控制策略的控制对象虽然是输出电压，但是由于逆变器在并网运行时，一般通过调节输出电流以达到其输出功率调节的目标。
在这种并网控制策略下，主要是通过模拟或数字采样得到逆变器输出电流的大小，一般以其平均值作为反馈量来控制输出电压的大小。
状态空间平均法是基于输出频率远小于开关频率的情况下，在一个开关周期内，用变量的平均值代替其瞬时值，从而得到连续状态
空间平均模型。
建立频域传递函数，其中为电感，为电容，则有负载电压和逆变器输出电压的关系为：
（1）
采用SPWM调制时，逆变器输出电压的基波幅值U可以表示为：
（2）
其中为正弦参考波幅值，为三角载波幅值，M为调制比，其中在SPWM中，载波频率远高于输出频率时，由式（1）可将逆变桥看成一个比例环节，比例系数可以表示为，则：
（3）
即为微网逆变器离网运行时输入和输出的传递函数。
3.并网运行模式控制策略分析
逆变器并网运行控制系统电路框图如图2所示，图中采用的是瞬时电流比较法。
该控制策略是将并网逆变器的输出电流与参考电流比较后，通过PID调节，再与高频三角波进行比较，从而生成SPWM信号来控制逆变器的输出电流。
在逆变器并网运行模式下，如果输出电流的采样系数取值适当，正弦参考波和三角波的取值可与独立运行模式下相同，当逆变器的最大输出功率为，并网工作时市电电压有效值为220V，则其额定输出电流峰值为，正弦波的幅值为。
4.仿真
本论文对5kW光伏微网逆变器利用Matlab进行系统仿真，将前级MPPT部分输出的电压看成一个恒压源，设置直流母线电压峰值为一恒定值。
4.1 离网运行时的仿真
离网模式运行时，将系统的仿真参数设计如下：输入直流电压：350V，电网电压：220V AC，额定负载：9.6Ω，额定输出电流：22.7A，额定输出功率：5KW，并网电流基波频率：50HZ，开关频率：20KHZ，L=1mH，R=10Ω，发C=10μF，PI调节器的参数：KP=10，KI=2。
得到仿真结果如下。
从图3可以看出，微网逆变器离网运行时，负载电压波形有效值为220V，频率为50Hz，负载电流波形与电压波形同频同相。
从图4中可以看出，在0.06s 负载从零变成满载时，电压波形出现短暂的跌落；而电流波形，则发生跳变。
4.2 并网运行时的仿真
并网模式运行时，采用基于SPWM三角波比较法控制，通过改变调制比M，稳定重要负荷的电压。
利用MATLAB中的Simulink软件，建立了单相逆变器电压闭环仿真电路。
PI调节器的参数：Kp=20，Ki=0.1，KD=0.001。
从图5可以看出，微网逆变器并网运行时，负载电流波形与电压波形同频同相，图6可以看出，在0.05s负载突变时，负载电压波形稳定，电流波形发生跳变。
4.3 两种模式进行切换仿真
从图7可以看出，在0.1s从离网切换到并网模式时，负载电压和电流波形没有变化，波形平滑。
可见，在零点时刻微网逆变器从离网模式切换到并网模式，可以有限地减小环流。
从图8可以看出，在0.1s从离网切换到并网模式时，负载电压和电流波形没有变化，只是在切换点附近，稍微有些毛刺。
5.总结
本论文对光伏微网逆变器的并网运行和离网运行双模式的控制策略进行了详细分析和研究，针对其实际工作情况，确定了在并网工作模式下的瞬时电流控制策略和在离网工作模式下的电压闭环控制策略。
并对并网和离网模式以及两种
模式之间的相互切换进行了仿真，仿真结果皆验证了所设计控制系统的正确性与可行性，并具有较好的动态性能和稳态性能。
参考文献
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杨海柱（1975—），男，河南理工大学电气学院硕士生导师，研究方向：光伏并网发电技术。