光伏發電系統并網運行控制策略分析綜述在光伏這種具有間歇性的發電系統中，在實際運行時不僅需要實現發電效率最大化，還需要保障系統穩定。為此本文設計了相應的最大功率跟蹤算法，以提高光伏發電系統的效率。同時，在電壓、頻率以及并網的過程中，如何可靠、穩定地運行，也是光伏發電系統的重點研究內容，下面將針對光伏發電系統的控制策略展開研究。由于光伏發電在運行過程中的隨機性較強，導致系統的輸出具有不穩定性，在并網運行后，會對系統的穩定性產生影響。光伏并網時，光伏陣列中的直流電，通過逆變器的變流作用，輸出交流電，為了實現平穩并網，需要采集電網側和逆變側的電壓和電流信號，通過調節運算，控制系統并網，使得系統能夠和電網保持同步。光伏發電系統并網常用的控制方法有：V/f控制法、PQ控制法以及下垂控制法。其中V/f控制法主要是根據系統的輸出功率變化來實現對逆變器的控制，進而使得系統中輸出的電壓和頻率穩定，但是系統中的輸出電壓幅值和頻率始終穩定不變，即使在輸出有功和輸出無功降低時，系統中的輸出電壓幅值和頻率仍然維持不變。V/f控制算法首先通過采集電網側的電壓和電流信號，來獲取并網逆變器的實際輸出電壓幅值和頻率，并與設定的參考值進行比較，將比較后的誤差輸入到PI控制器中，得出有功偏移量ΔP和無功偏移量ΔQ，并將偏移量加入到相應的參考值中，并結合實際的有功功率和無功功率，以前輸入到PI調節器中，利用SPWM控制輸出相應的驅動信號，來驅動逆變器動作。目前V/f控制方法雖然可以有效確保逆變器輸出電壓的頻率和幅值不變，但是這種算法對系統中的功率難以進行控制，當系統中出現功率波動時，將會導致系統中的穩定性降低。下垂控制技術是目前光伏并網過程中常用的一種控制方法，這種控制方法主要是根據同步電機的有功/頻率和無功/電壓之間的調節特性來對并網逆變器進行調控，但是作為一種有差控制方法，自身具有不足之處。PQ控制法又稱之為恒功率控制法，具體的調控思想如圖1.1所示，系統初始時刻運行在B點處，相應的輸出有功值和無功值分為為Pref和Qref。當系統中切除負荷時，將導致系統中的頻率升高，相應的電壓也會隨之升高，系統運行在A點處，而系統中的有功輸出和無功輸出依舊為Pref和Qref。當系統中的負荷增加時，將導致系統中的頻率降低，同時電壓也會隨之降低，此時系統將運行在C點處。PQ控制法在并網運行中，主要通過功率的變化來實現逆變器的調控，進而完成系統內部的功率穩定，具體的控制算法如圖1.2所示。首先在系統運行時，根據實際情況設置相應的有功功率和無功功率值，接著計算配電網的實際有功功率和無功功率，并與設置的參考值進行做差，將偏差輸入PI調節器中，輸出合成的正弦電壓信號Esinwt，同時結合三相電壓和三相電流進行雙閉環控制，最終利用SPWM控制電路，輸出相應的調制信號，驅動逆變器動作。圖1.1PQ控制法曲線圖圖1.2恒功率控制原理圖這種控制方法雖然可以使輸出的功率跟隨設定值，但是不能對電壓和頻率進行實時調節，在調控電壓和頻率時需要借助電網的調節能力。同時這種控制方法難以在孤島情況下運行，如果光伏發電系統離網運行，將導致系統崩潰，并且在并網過程中的并網過程會出現電壓和電流的沖擊。根據傳統同步發電機的下垂特性曲線衍生出了下垂控制的并網逆變器控制方法。下垂方程描述了傳統同步發電機的電壓、輸出頻率與輸入頻率之間的關系，使逆變器能夠根據電網情況的變化調整輸出電壓、輸出功率與頻率。下垂控制方式促使逆變器在穩態響應上能與傳統發電設備保持一致，通過下垂方程式計算逆變器的靜態工作點，并以此對逆變器的輸出進行控制。在進行并網工作時，下垂控制的逆變器無需通過鎖相環再對電網相位進行鎖相，而可以直接用下垂方程計算參考電壓與參考相位。但和傳統同步發電機一樣，下垂控制方式的逆變器在多機并聯時有產生次同步振蕩的可能性。此外，下垂模式只模擬了同步發電機的穩態特性，基本沒有涉及對同步發電機暫態特性的模擬，于是下垂控制逆變器的慣性與阻尼較低、暫態響應時間常數小等的特點與傳統