無顯式通訊分散式光伏併網發電系統協調控制研究

《無顯式通訊分散式光伏併網發電系統協調控制研究》是依託中南大學，由董密擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：無顯式通訊分散式光伏併網發電系統協調控制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：董密
• 依託單位：中南大學

項目摘要

近年來越來越多的太陽能光伏發電系統以分散式發電形式併入電網，這些光伏併網發電系統是根據本地負載和環境等要求進行設計和控制的，它們之間沒有互動和通訊，只靠本身的感測器獲取周邊的信息；如何實現它們的協調控制，是本項目研究的重點。本項目針對無顯式通訊分散式光伏併網發電系統，分析高滲透率下系統分布位置和容量的影響機理；根據群集智慧型的思想，研究基於博弈理論的多智慧型體協調控制方法，尋求電網穩定運行的納什均衡點；然後研究外界環境變化對電網穩定性和電能質量的影響，分析電網穩定域和穩定方法；繼而綜合考慮電能質量，進一步研究電網電壓、無功和諧波的多目標協調最佳化方法；通過仿真和實驗驗證控制算法的有效性和實用性。本項目的研究將為提高光伏併網發電系統可靠性、穩定性和市場競爭力奠定基礎，同時為分散式發電技術的發展提供理論基礎。

結題摘要

當新能源以分散式發電的形式接入電網，打破了傳統的集中式發電模式，對傳統電網的電能質量、運行穩定性、系統可靠性等方面產生了較大的影響。針對這一問題，不失一般性，本項目重點研究分散式太陽能併網發電對電網的影響，並研究出了即插即用型太陽能光伏併網發電系統，在無顯式通訊下，實現分散式光伏併網發電系統穩定可靠運行。本課題首先針對太陽能光伏併網發電的多種形式，採用性價比較高的光伏微逆變器併網形式，提出了基於CCM的雙交錯反激式結構的併網微逆變器，通過CQC認證（金太陽認證），效率達到95%；然後在此基礎上，建立了CCM交錯反激式微逆變器的高精度四階模型，通過零極點分布情況，提出了具有均流控制的併網電流閉環控制策略；繼而建立了以多光伏微逆變器併網的分散式發電實驗平台，研究光伏微電網穩定可靠運行的無顯式通訊協調控制方法，考慮經濟性最優，綜合光伏微源的同步問題和系統的穩定性，提出一種微增率下垂策略，實現了併網和孤島模式的實時最佳化；同時考慮通訊延時對系統穩定性的影響，結合Razumikhin穩定性定理提出了低頻寬通訊系統的全時滯穩定性判據並推導出相關參數設計範圍；最後研究了光伏發電接入電網對電能質量的影響，提出一種基於Pareto最優的微粒群多目標最佳化算法；針對本地負荷和公共負荷均含有非線性負荷的併網微電網系統，提出了一種能提高分散式光伏系統反孤島能力的電能質量控制策略，可以較好的解決多種電能質量問題。本項目的研究為太陽能光伏併網發電技術的廣泛套用提供理論基礎和技術保障，相關研究成果已通過國家863項目“緊湊型、多功能智慧型戶用光伏發電控制系統研發及示範”得以驗證；本項目實施過程中申請專利5項，其中授權國家發明專利3項；發表論文13篇，其中SCI收錄2篇，EI收錄9篇。