干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 光伏发电并网关键技术的研究

Arid

	光伏发电并网关键技术的研究
	王兴贵; 陈伟; 郭永吉; 李晓英; 王琢玲; 张巍; 强明辉; 郭亚男; 刘健
完成单位	兰州理工大学
登记(发布)日期	2010
中文摘要	(1)任务来源本项目为甘肃省自然科学基金项目,项目编号：BZS042-B25-001。 (2)应用领域和技术原理。太阳能光伏发电是太阳能最重要的一个应用,也是新能源和可再生能源的重要组成部分。但由于太阳光辐射的不连续、不稳定性及光伏电池的光电转换效率低等问题,导致光伏发电系统的成本太高,严重影响了其大规模应用和并网发电。针对上述问题,本项目主要就太阳能光伏并网发电中的MPPT、并网逆变器控制策略、孤岛检测、太阳光主动跟踪等几个关键技术进行了深入研究。本项目首先从太阳能电池的光伏特性出发,针对光伏电池本身具有一定的非线性和时变性,无法建立精确的数学模型等特征,而传统PID控制难以满足精度高、鲁棒性好的要求。将模糊控制和传统PID结合应用到光伏发电系统最大功率点跟踪的控制当中,并采用Cuk变换器实现了MPPT功能。模糊控制能快速响应外界环境的变化,使光伏系统始终工作在最大功率点,提高了光伏系统的效率。然后从并网逆变器的数学建模出发,构建了闭环控制系统。在分析系统控制目标和性能要求的基础上,提出了分布式发电并网逆变器的积分分离+分段PI控制和电流鲁棒跟踪控制两种控制策略,并对两种控制方法的性能进行了仿真分析和研究。当越来越多的光伏并网发电系统并联于交流电网时,发生孤岛效应的机率也就越高,孤岛效应可对整个配电系统设备及用户端的设备造成不利影响。因此必须寻求适当的解决之道来应对日趋严重的孤岛效应问题。本项目为避免因负载性质造成AFD孤岛效应检测方法效果下降,在原有的AFDPF方法的基础上提出了周期性扰动AFDPF孤岛效应检测方法。所谓周期性扰动AFDPF孤岛效应检测方法是指在电网正常工作情况下,周期性不间断的对逆变器输出电压进行正反两个方向的频率扰动,以消除负载性质对单一频率扰动方向的平衡作用。为了提高太阳能电池板的效率,本项目基于“太阳花”工作原理,提出了一种主动跟踪太阳的控制策略,可在经纬度方向寻迹太阳,使光伏电池板能充分接受太阳辐照,显著提高光伏发电的效率。 (3)与国内外同类技术比较,成果的创造性、先进性。光伏发电并网关键技术,属目前国内外研究的热点问题和前沿技术领域。项目组在综合分析了目前国内外光伏发电并网的现状之后,经过精心的设计,攻克了一系列技术难关,取得了一系列创新性成果。其主要创新之处： 1)将模糊控制和传统PID结合应用到光伏发电系统最大功率点跟踪的控制当中,并采用Cuk变换器实现了MPPT功能。 2)从并网逆变器的数学建模出发,提出了分布式发电并网逆变器的积分分离+分段PI控制和电流鲁棒跟踪控制两种控制策略。 3)为避免因负载性质造成AFD孤岛效应检测方法效果下降,本项目在原有的AFDPF方法的基础上提出了周期性扰动AFDPF孤岛效应检测方法,使得系统能更好的完成孤岛效应的检测。 4)基于仿生学,提出了太阳光主动寻迹技术,可显著提高光伏发电的效率。 (4)成果的创造性、先进性。项目组委托国家一级科技查新咨询单位—甘肃省科学技术情报研究所和甘肃省科技查新检索咨询中心对本项目进行了科技查新,查新报告(报告编号：20106200829)中认为本项目提出的创新点国内外未见相同文献报道。 (5)作用意义(直接经济效益和社会意义)。我国的荒漠主要分布在贺兰山—乌鞘岭以西的广大地区,该地区也是太阳能富集地区,在该地区可进行大规模太阳能基地的建设。太阳能基地不仅可用于发电,也可用于繁殖速生的能源植物、制氢及考虑与其他资源的综合利用, 此外,我省绝大多数地区都属于太阳能辐射极为充足的1类和2类地区,因此在我省发展太阳能及其相关产业具有极为广阔的前景。
中文关键词	光伏发电 ; 并网
成果类型	应用技术
语种	中文
国家	中国
中图法分类号	TM614
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001406623
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/242693
推荐引用方式 GB/T 7714	王兴贵,陈伟,郭永吉,等. 光伏发电并网关键技术的研究[Z]. 应用技术,2010.