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直流母线分布式光伏发电系统与交流电网的接口解决方案

2015-11-18 07:48:22 点击:536

1. 直流母线分布式光伏发电系统与交流电网的接口
要将分布式发电系统与现有的交流电网并列运行时,只需在某些点将直流分布式发电系统通过电力电子设备与交流电网连接。其具体运行方式是:当分布式发电系统容量不足时,交流电网并入系统且正常运行,两者共同向负载供电,但尽可能地利用分布式发电系统;当发电量超过负载所需能量时,交流电网也并人系统,分布式发电系统将多余的电能送向交流电网。直流母线侧的电容可部分地将交流和直流系统解耦,即变流器一侧的扰动不会影响到另一侧。变流器的始端通过一个电感与交流电源连接,末端通过一个电容与直流母线连接,因此变流器的始端为电流控制,而末端为电压控制。

 

2. 直流母线分布式光伏发电系统的控制方法
传统直流母线分布式光伏发电系统的控制方法是集中控制法,通过通信信号检测系统各个部分的工作状态,再由中央控制器控制系统各个模块工作。这种控制方法能够实现系统的最优控制,但是在实际应用中,如果系统依靠中央控制器和通信信号进行控制,不仅增加了成本,而且降低了可靠性。目前,关于直流母线分布式光伏发电系统的控制方法,研究较多的有以下几种。
1)下垂特性控制
下垂特性控制是对系统中每个供电电源都进行下垂特性控制,可以在电源电压最小限度偏离参考电压的情况下实现电源按额定功率比例分配给负载。但实际的直流分布式发电系统应用中不能实现电源的这种调度,要优先消耗可再生能源。

2)电压水平信号法
电压水平信号法背离了电压下垂法以最小的电压偏差实现功率分配的根本目标,相反它是通过引入有意义的电压偏差来实现电源按优先顺序被调度。虽然电压水平信号法能够实现电源的调度,但是这种控制策略具有以下两个缺点:①由于系统运行的电压不能太低和线路阻抗问题,系统中的电源数目会受到限制;②需要并接高优先级的电源到系统时,必须改变低优先级的所有电源的状态(主要是指电源的电压阈值)。这两个缺点使得电压水平信号法仅适用于小规模的可再生能源系统。

3)直流母线信号法
流母线信号法将下垂控制法与电压水平信号法相结合,克服了两者的缺陷。具体做法是:通过电压水平信号法实现了多个状态下电源的调度;结合下垂控制法设置性质相同的电源具有相同的电压阈值,实现系统每进入一个状态可以引入多个电源上线工作,引入的多|电源平均分配能量以提供不足的负载功率。这种控制方法与电压水平信号法类似,不同的是电源是以组的形式而非单个的形式被调度。相对于电压水平信号法,它具有以下优点:①构成系统的电源数可以进一步增加;②通过指定新的电源运行于已有的电压阈值,可以很容易地加入新的电源。这种控制方法适用于大规模的可再生能源系统。