当前,世界能源格局深刻调整,新一轮能源革命蓬勃兴起。对于电力行业,从发电端到用户侧都正向未来电力模式进化。我国属于太阳能资源富集国家之一,由此兴起的分布式光伏发电在近年来已经从研究进入到实际应用阶段。在用户侧,随着直流负荷如电动汽车等逐年增加,直流微网技术成为研究热点。而结合两者的光伏直流微网系统必将成为未来主要供电结构之一。本文针对该系统运行中存在的两点问题:光伏电池最大功率点追踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)和该系统运行稳定性控制策略进行研究。光伏直流微网的发展趋于微型化,户用化,是未来城市主要供电结构之一。由于城市中环境复杂,光伏电池常受到阴影遮挡,其阵列P-U特性曲线呈多峰值,传统的MPPT策略可能失效。故针对阴影条件下光伏阵列MPPT控制策略采用两步法:光伏预测+实际MPPT。第一步:建立运动学平抛电池模型(计算量小),MPPT采用带筛选域环节的粒子群算法,得到此时刻光伏电池的近似最大功率工作点。第二步:MPPT采用扰动观察法,在已得到的近似最大功率工作点经简单扰动即可得到实际最大功率点位置。故该方法可有效地解决阴影条件下光伏发电MPPT的难题。光伏直流微网的结构可看做由各模块如光伏微源,储能电池等通过直流变换器连接至系统直流母线。其运行过程中,母线电压的变化对系统的稳定性运行尤为重要,后者正是由这些变换器直接影响。传统的变换器控制策略如下垂控制等能处理这一问题但又有不足。故按微网控制策略的发展历程,先提出基于动态下垂系数的交流微网下垂控制策略,将其应用至直流系统后,结合提出的直流微网自适应控制策略,得到新的基于动态下垂系数的自适应下垂控制策略。该控制策略相较于传统控制策略,减小了因系统运行情况变化时各模块功率变化引起的电压波动,实现系统中母线电压的无静差调节,提高了光伏直流微网的稳定性。最后,通过MATLAB构建了单母线光伏直流微网系统,分析了传统控制策略与改进后策略对系统稳定性的影响,而后进行实验,验证了改进型控制策略的有效性。自此,一定程度上解决了光伏直流微网系统运行时的两大难题。
