【《光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)研究》9800字】

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)研究控制系統(tǒng)仿真技術(shù)是一項(xiàng)綜合性技術(shù)，目前被廣泛地應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)及人們的日常必須保證逆變器的電壓、相位、頻率和電網(wǎng)保持一致。本文主要介紹控制系統(tǒng)仿真技術(shù)在光伏并網(wǎng)發(fā)電中的應(yīng)用。新型太陽(yáng)能光伏發(fā)電存在一些隨機(jī)性較大的周期問(wèn)題，電壓、頻率等發(fā)電參數(shù)周期文逆變器并網(wǎng)控制采用雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，即電流內(nèi)環(huán)和電壓外環(huán)相結(jié)合的控制方式。最后用Matlab進(jìn)行仿真分析，在電網(wǎng)頻率或相位突變的情況下，所設(shè)計(jì)逆變器均可以快速跟蹤相位，結(jié)果表明其可以更好地適應(yīng)電網(wǎng)的轉(zhuǎn)換，符合設(shè)計(jì)要求。并針對(duì)MPPT模塊進(jìn)行仿真，結(jié)果驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的控制方法能夠按照并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)要求很好地實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)控制與關(guān)鍵詞：光伏電源模型；逆變器；控制系統(tǒng)；主電路；仿真目錄 3 3 32控制系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì) 52.1逆變結(jié)構(gòu)分類及并網(wǎng)形式 52.1.1單級(jí)式并網(wǎng)逆變器拓?fù)?52.1.2雙級(jí)式并網(wǎng)逆變器拓?fù)?2.1.3并網(wǎng)形式 62.2單相并網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)及原理 73控制系統(tǒng)在光伏并網(wǎng)工程中的應(yīng)用 8 83.2DC-DC變換器的結(jié)構(gòu)和原理 93.2.1典型DC-DC變換器的結(jié)構(gòu)和原理 3.2.2典型DC-DC變換器的對(duì)比分析 4優(yōu)化仿真在光伏并網(wǎng)工程中的應(yīng)用 4.1并網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)及原理 4.1.1逆變方式 4.2并網(wǎng)逆變器控制方式 4.2.1并網(wǎng)逆變器控制模式的選取 4.2.2輸出電流控制方式的比較 4.2.3雙閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5仿真驗(yàn)證與分析 5.2不同光照、溫度下光伏電源的仿真研究 26結(jié)論與展望 31.1研究意義及背景在工業(yè)部門，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助制造更是發(fā)揮了巨大的作用，在控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)過(guò)程中，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是強(qiáng)有力的工具1。計(jì)算機(jī)仿真則是系統(tǒng)設(shè)計(jì)、分析各個(gè)階段不可缺少的手段。在工業(yè)革命中，新的現(xiàn)代能源利用形式飛速地將現(xiàn)代人類社會(huì)科技經(jīng)濟(jì)文明進(jìn)步推向新的的高度。特別是智能電力的廣泛應(yīng)用，改變了當(dāng)今人類對(duì)未來(lái)的宏觀認(rèn)知。但從工業(yè)革命以來(lái)，煤炭、石油、天然氣等各種不可燃的再生能源仍然消耗巨大，能源危機(jī)發(fā)展形勢(shì)越來(lái)越嚴(yán)峻，其次，化石燃料能源的大量使用對(duì)自然環(huán)境影響會(huì)直接產(chǎn)生巨大的環(huán)境污染，如：溫室效應(yīng)、霧霾等(王立恒，劉思齊，2023)[21。如何有效使用利用能源已經(jīng)成為迫在眉睫的大問(wèn)題?？梢钥闯龅氖峭ㄟ^(guò)控制系統(tǒng)仿真技術(shù)可以很好的解決該問(wèn)題。為此，科學(xué)家發(fā)明和推出了各種新型的能源，如：水能、風(fēng)能、核能、太陽(yáng)能等等。其中，風(fēng)能和新型太陽(yáng)能雖然是世界公認(rèn)的最為清潔的再生能源，但也是綜合利用最為困難的。通過(guò)控制系統(tǒng)仿真技術(shù)將這些再生能源有效率地利用整合起來(lái)也已成為了新興的研究熱點(diǎn)。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了大量研究。如文獻(xiàn)[2]闡述了如今光伏并網(wǎng)的現(xiàn)參數(shù)來(lái)確定諧波的阻抗，然后根據(jù)并網(wǎng)點(diǎn)測(cè)得的諧波數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)估諧波的發(fā)射水平(張嘉對(duì)于線路末端節(jié)點(diǎn)電壓的控制問(wèn)題采用有載調(diào)壓的措施來(lái)進(jìn)行控制(趙天宇，黃子淳，方向，本文采用的也是光伏直流并網(wǎng)的方式(孫啟銘，楊一凡，2023)。1.3本文主要研究?jī)?nèi)容第一章緒論結(jié)合國(guó)內(nèi)外參考文獻(xiàn)，簡(jiǎn)要介紹控制系統(tǒng)仿真技術(shù)在工程設(shè)計(jì)中的意義，介紹控4第二章控制系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)介紹了本文所采用的光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)是由光伏電池、DC-DC變換器以及MPPT第三章控制系統(tǒng)在光伏并網(wǎng)工程中的應(yīng)用對(duì)于最大功率跟蹤控制方法給出了三種方法第四章優(yōu)化仿真在光伏并網(wǎng)工程中的應(yīng)用第五章總結(jié)與展望52.1.1單級(jí)式并網(wǎng)逆變器拓?fù)湓缙谔?yáng)能單相并網(wǎng)系統(tǒng)的逆變器結(jié)構(gòu)如圖2.1(a)所示。(b)全控型開(kāi)關(guān)(IGBT)全橋逆變器圖圖2.1單級(jí)無(wú)變壓器結(jié)構(gòu)的單相逆變器Figure2.1Single-phaseinverterwi如圖2.1(b)所示，由于采用PWM全橋逆變電路和高頻開(kāi)關(guān)電子器件，輸出諧波得到了很好的控制(周文韜，高子凡，2024)。圖2.2單級(jí)式并網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)框圖Figure2.2Blockdiagramofsingle-stagegrid-connectedinverter圖2.3和圖2.4為帶工頻變壓器結(jié)構(gòu)的單相逆變系統(tǒng)。6電送往電網(wǎng)，即“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”(林嘉佑，徐志豪，2020);另一種是所發(fā)電電站與建筑相結(jié)合。其中，集中并網(wǎng)的方式主要適或獨(dú)立小型光伏電站(何俊馳，胡一鳴，2019)[7]。在后續(xù)的研究中，會(huì)對(duì)已有的研究息，對(duì)研究進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整和優(yōu)化。此外，會(huì)開(kāi)展長(zhǎng)期跟蹤研究，評(píng)估研究成果在并網(wǎng)方式可分兩種：一種是集中并入電網(wǎng)，如圖2.6所示；另一種則分散地接入電網(wǎng)，如圖2.7所示；采用集中式發(fā)電需要組件滿足方向和規(guī)格相同才可以，而組串式則不用，不同朝向或規(guī)格不同的陣列均可使用該并網(wǎng)方式，在具體設(shè)計(jì)時(shí)，只要朝向和規(guī)格均一致，即可采用單臺(tái)逆變器并網(wǎng)(鄭文博，邱啟航，2021)。本設(shè)計(jì)地區(qū)們提供了推出結(jié)論的依據(jù)通過(guò)大致比較，本設(shè)計(jì)的光伏電站與相同裝機(jī)容量的火電相7比，每一年可節(jié)省使用0.3萬(wàn)噸煤，即相當(dāng)于每年可少向大氣中排放二CO?約0.8萬(wàn)噸，可明顯改善當(dāng)?shù)乜諝赓|(zhì)量，降低霧霾出現(xiàn)的次數(shù)，同時(shí)也可提高該地區(qū)的供電可靠性(唐志遠(yuǎn)，許子凡，2022)。圖2.6集中式并網(wǎng)示意圖交流防雷配電及計(jì)量交流防雷配電及計(jì)量Figure2.7Schematicillustrationofserialgri2.2單相并網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)及原理本文使用的是單相全橋逆變電路，其結(jié)構(gòu)如圖2.8所示。這種電路的優(yōu)點(diǎn)是效率較高。8對(duì)電壓波形進(jìn)行定量分析將幅值為Uo的矩形波uo展開(kāi)成傅里葉級(jí)數(shù)，得：其中基波幅值Uolm和基波有效值Uo1分別為(余啟銘，李浩淼，2023):3控制系統(tǒng)在光伏并網(wǎng)工程中的應(yīng)用組成，如圖3-1所示。利用已有成果可以推導(dǎo)出以下本章將分別從這三個(gè)部分來(lái)介紹光伏直流并網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和原理(夏啟超，王立嘉，2024)。3.1光伏電池的結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型光伏電池的等效電路如圖3-2所示。9DC-DC變換電路，也稱直流斬波電路(DCChopper),它的工作原理是通過(guò)功率方案的局限，為相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展提供了新的思路和3.2.1典型DC-DC變換器的結(jié)構(gòu)和原理Buck型電路即降壓斬波電路91。原理圖如圖3-3所示，其中Figure3-3BuckTra其電路開(kāi)關(guān)管T導(dǎo)通和關(guān)斷的工作狀態(tài)如圖3-4所示(謝一帆，孔舒婷，2019)。Figure3-4BuckTwooperatingstatesofthecircu如圖3-4(a)所示，當(dāng)Buck電路的開(kāi)關(guān)管T導(dǎo)通時(shí)，二極管D反向飽和截至。Boost變換電路即升壓斬波電路。原理如圖3-5所示。圖3-5Boost變換電路Figure3-5BoostTraBoost變換器的兩種工作狀態(tài)如圖3-6所示。b開(kāi)關(guān)管關(guān)斷工作模式如圖3-6(a)所示，當(dāng)功率開(kāi)關(guān)管T導(dǎo)通時(shí)，二極管D正極與Ui負(fù)極相連，反向截止。如圖3-6(b)所示，當(dāng)功率開(kāi)關(guān)管T截止時(shí)，按Ui向整個(gè)電路供電，二極管D正向?qū)?曾祥瑞，馬靜嫻，2021)。4優(yōu)化仿真在光伏并網(wǎng)工程中的應(yīng)用通過(guò)DC/AC逆變裝置，實(shí)現(xiàn)直流電與交流電的轉(zhuǎn)換，并需要一套高效的控制系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)如圖4-1所示，這種電路的優(yōu)點(diǎn)是效率較高。在此特定狀態(tài)下很容易看出對(duì)電壓波形進(jìn)行定量分析將幅值為U?的矩形波u?展開(kāi)成傅里葉級(jí)數(shù)，得(蔣偉強(qiáng)，尹慧中，2018):4.1.2主電路的濾波電路由于本文主要探究電網(wǎng)的同步方式，故主電路的濾波電路采用RL濾波電路。如圖4-2所示。Figure4-7RLFilterCRL電路串聯(lián)分壓，電感分得的電壓為(韓志鵬，崔馨予，2020):電阻分得的分壓為：RL電路的增益：RL電路的相位：?jiǎn)蜗嗖⒕W(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)最終目標(biāo)就是將陣列中所發(fā)出的高頻直流電直接轉(zhuǎn)作為驅(qū)動(dòng)電流源(溫嘉銘，蘇曉月，2022)。出并網(wǎng)電流的運(yùn)行質(zhì)量(趙宇軒，孫悅琳，2018)[11。(1)滯環(huán)電流控制這種跟蹤方式中，滯環(huán)的寬度H對(duì)開(kāi)關(guān)電流的跟蹤性能有較大的影響，當(dāng)H較大時(shí)，開(kāi)關(guān)器的頻率較低，則對(duì)整個(gè)開(kāi)關(guān)控制器件的開(kāi)關(guān)頻率性能要求不高(李澤洋，吳思琪，2019)。圖4-3滯環(huán)電流控制示意圖Figure4-3Schematicdiagramofhysteresiscurrentcontrol(2)基于SPWM的電流控制性和可擴(kuò)展性，使其更能靈活適應(yīng)未來(lái)的進(jìn)步和多樣化的應(yīng)用圖4-4所示，鑒于現(xiàn)有結(jié)果可推出此控制方法不僅具有控制算法簡(jiǎn)便、物理控制意義清構(gòu)設(shè)計(jì)較為容易(王浩然，陳詩(shī)語(yǔ)，2020)。本文選用的并網(wǎng)電流控制方法為單極倍頻SPWM調(diào)制，三角載波頻率為10kHz。(1)電流內(nèi)環(huán)控制參數(shù)設(shè)計(jì)為了實(shí)現(xiàn)對(duì)i、i的無(wú)靜差調(diào)制，引入閉環(huán)PI控制器，其控制方程如式(4-11)錯(cuò)誤!未找到引用源。所示(劉俊杰，周婉清，2021):由于ia的控制可由直流電壓的控制實(shí)現(xiàn)，因此電壓外環(huán)PI控制器的輸出即為電流內(nèi)環(huán)的有功分量ia的參考值inef,可以看出的是無(wú)功電流內(nèi)環(huán)的參考值則根據(jù)需要向電網(wǎng)輸送無(wú)功功率的指令，由式(4-9)錯(cuò)誤!未找到引用源。計(jì)算得到(張明遠(yuǎn)，黃雅婷，將PI控制環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)化為零極點(diǎn)形式：按照典型I型系統(tǒng)整定參數(shù)，則使PI調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)的零點(diǎn)抵消被控對(duì)象傳遞函數(shù)中較大時(shí)間常數(shù)的幾點(diǎn)，即使t;=L/R,則電流控制環(huán)節(jié)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為(陳逸飛，林靜怡，由式(4-12)錯(cuò)誤!未找到引用源。、(4-14)錯(cuò)誤!未找到引用源?？傻肞I參數(shù)電流內(nèi)環(huán)傳遞函數(shù)為考慮到上式分母中二次項(xiàng)常數(shù)遠(yuǎn)小于一次常數(shù)，則可將其(2)電壓外環(huán)控制設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)直流電壓外環(huán)是為了調(diào)節(jié)或穩(wěn)定光伏陣列輸出電壓。由圖2-9分析可知穩(wěn)態(tài)時(shí)ua=Ua由式(4-17)錯(cuò)誤!未找到引用源?？傻脤?ea/2Ua看做常數(shù)K,不考慮負(fù)載電流的擾動(dòng)則ia與直流側(cè)電壓傳遞函數(shù)為引入PI調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)，其控制方程表示為從這些征兆可以預(yù)見(jiàn)到圖4-6為電壓外環(huán)簡(jiǎn)化控制結(jié)構(gòu)圖，考慮到直流電壓的采樣延遲環(huán)節(jié)e-Ts,結(jié)合電流內(nèi)環(huán)閉環(huán)傳遞函數(shù)可將1/(Tes+1)近似為1/(4Ts+1),則電壓外環(huán)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為(楊子墨，徐夢(mèng)瑤，2024)1→→圖4-6電壓外環(huán)控制結(jié)構(gòu)圖Figure4-6ControlStructureo按典型Ⅱ型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，取中頻h=5,則得綜上，基于電網(wǎng)電壓矢量的并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖可用圖4-7表示。圖4-7雙閉環(huán)控制策略整體結(jié)構(gòu)圖總結(jié)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)逆變器不同的控制方式，由進(jìn)行對(duì)比分析，均可以較好地控制逆變器的輸出(孫博宇，李佳慧，2018)。優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，本文特別強(qiáng)調(diào)了經(jīng)濟(jì)合理性與方案的可復(fù)制性，相較于初步規(guī)劃，在多個(gè)維度上進(jìn)行了改良與調(diào)整。成本控制方面，通過(guò)簡(jiǎn)化非必要流程、采用更具成本效益的策略，有效降低了整體投入成本，使方案更顯經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。同時(shí)，為提升方案的可推廣性，設(shè)計(jì)時(shí)全面考慮了地域差異與環(huán)境適應(yīng)性，確保其能在廣泛條件下穩(wěn)定運(yùn)行，便于其他單位或個(gè)人輕松借鑒與應(yīng)用。5仿真驗(yàn)證與分析5.1并網(wǎng)系統(tǒng)的模型仿真分析如圖5-1所示搭建光伏并網(wǎng)模型，在光伏陣列后接入MPPT裝置并經(jīng)過(guò)Boost變換器升壓后接入?yún)R集母線上，經(jīng)逆變后接入交流電網(wǎng)中。如圖5-2所示，光伏陣列經(jīng)直流穩(wěn)壓電容后，通過(guò)Boost升壓斬波電路提升電壓。在PSCAD/EMTDC平臺(tái)上搭建擾動(dòng)觀察法和電導(dǎo)增量法MPPT仿真模塊，MPPT模塊如圖5-2(b)所示，通過(guò)該模塊可以實(shí)現(xiàn)輸出功率的最大跟蹤控制，使陣列輸出功率最大(吳天宇，趙思琪，2019)。MPPTVpp上MPPTVpp上上品BVpv_refFD運(yùn)行該仿真模型，將直流母線電壓及其跟蹤參考值作為輸出值，得到波形圖如圖5-3所示；圖5-3直流母線電壓波形圖由錯(cuò)誤!未找到引用源。-3可以看出直流側(cè)電壓0.2s內(nèi)即可跟蹤外環(huán)電壓給定參考值，在MPPT啟動(dòng)后經(jīng)過(guò)不到0.2s即追蹤到最大功率點(diǎn)電壓，驗(yàn)證了所配置的MPPT算法可以較好的跟蹤最大功率值(周澤楷，孫婉清，2020)。在S=1000W/m2,T=25℃條件下，采用電導(dǎo)增量法仿真結(jié)果如錯(cuò)誤!未找到引用源。-4、5-5所示。從圖5-4中可以看出前0.1s電壓參考值輸出為給定值0.75kV,0.1s后MPPT開(kāi)始工作，基于陣列輸出功率波動(dòng)值在百瓦級(jí)別，由此可以窺見(jiàn)這些小范圍的功率波動(dòng)對(duì)于兆瓦級(jí)別陣列的輸出是完全可以接受的[521,可以滿足相關(guān)的并網(wǎng)要求(徐浩宇，張靜怡，2021)。錯(cuò)誤!未找到引用源。-6所示為在T=25℃條件下，圖中可以看出光伏陣列的最大輸出功率由1.025MW降至0.8MW左右，現(xiàn)有結(jié)果為我們提供了推出結(jié)論的依據(jù)工作點(diǎn)電壓也由0.79kV左右降到了0.763kV左右，這一變化趨勢(shì)與前面仿真結(jié)果相符[53,可以實(shí)現(xiàn)較好的跟蹤控制。錯(cuò)誤!未找到引用源。-7所示為在S=1000W/m2條件下，光照強(qiáng)度由25℃突然降至15℃時(shí)光伏陣列的輸出功率的變化與工作點(diǎn)電壓的變化。在此基礎(chǔ)上，本文參考了現(xiàn)有的方法體系來(lái)構(gòu)思計(jì)算途徑，并進(jìn)行了合理簡(jiǎn)化，以提升其實(shí)用效能和便捷性。本文深入分析了現(xiàn)有方法，識(shí)別出復(fù)雜且不必要的步驟予以剔除，優(yōu)化了流程架構(gòu)，構(gòu)建出一個(gè)更加簡(jiǎn)潔高效的計(jì)算系統(tǒng)。這種簡(jiǎn)化既減少了資源占用，又縮短了處理周期，使本方案在保持原有水平的同時(shí)，更易于推廣實(shí)施。此外，本文還引入了多項(xiàng)驗(yàn)證流程和質(zhì)量保障措施。這一變化趨勢(shì)與前面仿真結(jié)果相符(黃子軒，陳夢(mèng)瑤，2022)。為驗(yàn)證所建光伏發(fā)電模型的正確性，需要分別針對(duì)正常運(yùn)行和異常運(yùn)行情況，對(duì)并網(wǎng)逆變器各項(xiàng)重要指標(biāo)進(jìn)行分析(林澤洋，王雅婷，2023)。如圖5-8所示，利用已有成果可以推導(dǎo)出以下光伏電源正常并網(wǎng)運(yùn)行，0.3s前MPPT功能閉鎖，逆變器直流母線電壓追蹤給定指令值基本保持恒定。如圖5-9所示，0.3s后MPPT功能投入，0.3s至0.4s期間直流母線電壓追蹤MPPT輸出的參考電壓指令值不斷上升，約在0.45s后光伏陣列達(dá)到最大功率工作點(diǎn)附近[54]。上述仿真驗(yàn)證了在正常運(yùn)行工況下，所建模型能夠按照并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)要求很好地實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)控制與MPPT控制。光伏電池組件出力受自然條件變化影響，不同光照強(qiáng)度和環(huán)境溫度下光伏電源的輸出電流如圖5-0和圖5-1所示(李宇軒，趙詩(shī)語(yǔ)，2024)。圖5-10不同光照條件下故障電流600W/m2、800W/m2、1000W/m2時(shí)的光伏電源故障前后電流水平(孫澤楷，吳婉清，2018)。由仿真結(jié)果可知，隨著日照強(qiáng)度的增加，光伏電源提供工況電流與短路電流幅值相應(yīng)明顯增加，在此特定狀態(tài)下很容易看出在故障發(fā)生前分別為0.39IN、0.75IN、0.9IN,在故障發(fā)生后達(dá)到0.51IN、1.05IN、1.2IN。即在日照充足時(shí)發(fā)生故障，逆變器限幅器發(fā)揮作用，故障電流達(dá)到限幅器上限。圖5-11給出光照強(qiáng)度為700W/m2下，環(huán)境溫度分別為10℃、20℃、30℃時(shí)的光伏電源故障前后電流水平。在此類狀況下可以推知其發(fā)展隨著環(huán)境溫度的升高，光伏電源提供的工況電流與短路電流幅值有減小的趨勢(shì)，在故障發(fā)生前光伏電源提供電流為0.76IN、0.75IN、0.74IN,在故障發(fā)生后分別達(dá)到1.08IN、1.05IN、1.01IN,較光照強(qiáng)度而言受溫度影響不明顯(趙博宇，李靜怡，2019)。本文中，對(duì)原始數(shù)據(jù)的加工方法相較于以往技術(shù)更為簡(jiǎn)便且高效。本文提出了一種更為直觀的預(yù)處理方案，該方案縮減了不必要的轉(zhuǎn)換程序，優(yōu)化了數(shù)據(jù)凈化與歸一化步驟，從而大幅度加快了信息處理的速度并提升了效率。借助此方案，本文不僅能迅速整理好待分析的信息群，還降低了復(fù)雜處理流程可能引入的錯(cuò)誤。同時(shí)，通過(guò)對(duì)多種來(lái)源和類型的信息進(jìn)行廣泛搭建如下光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)：無(wú)窮大系統(tǒng)11kv,額定頻率60Hz,風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)經(jīng)過(guò)0.23/11kv升壓變接入系統(tǒng)，系統(tǒng)接200kw負(fù)載，風(fēng)機(jī)額定出力200kw,蓄電池額定容量0.24kAh,直流母線電壓0.5kV。本文研究背景下我們對(duì)此情況予以了考慮在仿真運(yùn)行到3s時(shí)，風(fēng)速由80m/s下降至10m/s,運(yùn)行到3.5s時(shí)，風(fēng)速由10m/s升高至80m/s;仿真運(yùn)行至4.5s時(shí)，系統(tǒng)電壓由11kv跌至5.5kv,仿真運(yùn)行至4.75s時(shí)，系統(tǒng)電壓由5.5kv升高至11kV。對(duì)比單獨(dú)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的仿真結(jié)果如下：如圖5-12所示，可以看出當(dāng)風(fēng)速及系統(tǒng)電壓出現(xiàn)變化時(shí)，相比于單獨(dú)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)可以很好平穩(wěn)母線電壓的波動(dòng)，維持系統(tǒng)穩(wěn)定。如圖5-13所示相比于單獨(dú)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，鑒于現(xiàn)有結(jié)果可推出風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)通過(guò)儲(chǔ)能出力提高了整體系統(tǒng)的有功出力。當(dāng)風(fēng)速由10m/s升高至80m/s時(shí)，風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)通過(guò)儲(chǔ)能吸收多余的有功，從而降低系統(tǒng)有功功率的波動(dòng)。新能源發(fā)電存在一些隨機(jī)性較大的周期問(wèn)題，電壓、頻率等發(fā)電參數(shù)周期變化多，不能很方便的將其并入電網(wǎng)(張子墨，陳夢(mèng)瑤，2020)。為了能夠讓這些新能源系統(tǒng)能夠完全并入我國(guó)現(xiàn)有電網(wǎng)并提供千家萬(wàn)戶用電使用，新能源儲(chǔ)能聯(lián)合發(fā)電技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。本文介紹了風(fēng)力電池儲(chǔ)能系統(tǒng)(BESS)的建模、仿真和運(yùn)行控制。電池儲(chǔ)能為直流母線電壓調(diào)節(jié)提供了有力的支持，它與風(fēng)機(jī)電源通用直流母線連接。可以看出的是風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)采用雙閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，即電壓外環(huán)與電流內(nèi)環(huán)，通過(guò)考慮系統(tǒng)受到擾動(dòng)(如風(fēng)速階躍變化)時(shí)的各種仿真場(chǎng)景，對(duì)系統(tǒng)在受到不同擾動(dòng)時(shí)的運(yùn)行特性進(jìn)行分析，并對(duì)比單獨(dú)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的仿真結(jié)果，可得相比于單獨(dú)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)可以很好平穩(wěn)母線電壓的波動(dòng)，降低系統(tǒng)有功功率的波動(dòng)。6結(jié)論與展望本文主要介紹控制系統(tǒng)仿真技術(shù)在光伏并網(wǎng)發(fā)電中的應(yīng)用。為了能夠讓這些分散的光伏能源系統(tǒng)能夠完全并入我國(guó)現(xiàn)有光伏電網(wǎng)并提供千家萬(wàn)戶用電使用，并網(wǎng)發(fā)電逆變器的技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生。本文逆變器并網(wǎng)控制采用雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，即電流內(nèi)環(huán)和電壓外環(huán)相結(jié)合的控制方式。最后用Matlab進(jìn)行仿真分析，在電網(wǎng)頻率或相位突變的情況下，所設(shè)計(jì)逆變器均可以快速跟蹤相位，結(jié)果表明其可以更好地適應(yīng)電網(wǎng)的轉(zhuǎn)換，符合設(shè)計(jì)要求。電池儲(chǔ)能為直流母線電壓調(diào)節(jié)提供了有力的支持，它與風(fēng)機(jī)電源通用直流母線連接。從這些征兆可以預(yù)見(jiàn)到風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)采用雙閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，即電壓外環(huán)與電流內(nèi)環(huán)，通過(guò)考慮系統(tǒng)受到擾動(dòng)(如風(fēng)速階躍變化)時(shí)的各種仿真場(chǎng)景，對(duì)系統(tǒng)在受到不同擾動(dòng)時(shí)的運(yùn)行特性進(jìn)行分析，并對(duì)比單獨(dú)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的仿真結(jié)果，可得相比于單獨(dú)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)可以很好平穩(wěn)母線電壓的波動(dòng)，降低系統(tǒng)有功功率的波動(dòng)。儲(chǔ)能結(jié)合，電側(cè)以多能互補(bǔ)為平臺(tái)(如光水互補(bǔ)電站),來(lái)應(yīng)對(duì)光伏電站發(fā)電量的不[1]電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃(2016-2020年)[3]王立恒，劉思齊.并網(wǎng)逆變器中全軟件鎖相環(huán)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].南京理工大[5]趙天宇，黃子淳.分布式發(fā)電系統(tǒng)電網(wǎng)同步鎖相技術(shù)[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)[7]周文韜，高子凡.弱電網(wǎng)下單相光伏并網(wǎng)逆變器鎖頻環(huán)同步方法[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2021,35(19):5022-5029.[8]林嘉佑，徐志豪.風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)變流器同步技術(shù)研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2012,40(24):100-106.[9]何俊馳，胡一鳴.基于dq變換的三相軟件鎖相環(huán)設(shè)計(jì)[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2011,31(04):104-107.[10]鄭文博，邱啟航.單相光伏并網(wǎng)逆變器研究[D].哈爾濱工程大學(xué)，2016.[12]余啟銘，李浩淼.Single-phasePLLs:Areviewofrecentadvances[J].I(孫啟銘，楊一凡，2023)TransactionsonPowerElectronics,201732(12):9013-9030.[13]Guan-ChyunHsiehandJ.C.Hung.Phase-lockedloopdistributionnetworks[J].Supélec,2012.[15]InfineonTechnologiesAG;PatentIssuedforPhase-LockedLoopOfALocalOscillator(USPTO10,601,BusinessJournal,2020.Electronics(Phase-locImpedanceMatchingInWirWeekly,2020.grid-integratedPV溫嘉銘，蘇曉月tem[J].TheInstitutionofEngineeriTechnology,2020,14(5).[19]謝一帆，孔舒婷.一種軟件鎖相環(huán)和電壓跌落檢測(cè)新