光伏直流升压汇集系统的模型降阶启动控制策略

doi:10.3969/j.issn.1000-7229.2018.11.010

电力建设 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (11): 77-84.doi: 10.3969/j.issn.1000-7229.2018.11.010

光伏直流升压汇集系统的模型降阶启动控制策略

田艳军1，魏石磊1，王毅1，王慧1，陈波1，张国豪1，2

1.新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学），河北省保定市 071003；2. 国网鞍山供电公司，辽宁省鞍山市 114000

出版日期:2018-11-01
作者简介:田艳军（1986），男，讲师，博士，IEEE Member，主要从事新能源发电，变流器阻抗匹配特性控制等方面的研究工作；魏石磊（1993），男，硕士研究生，主要从事光伏并网系统稳定性等方面的研究工作；王毅（1977），男，博士后，教授，主要从事电力电子技术在电力系统中的应用等方面的研究工作；王慧（1982），男，工程师，主要研究方向为风力发电控制技术、电力电子在电力系统中的应用，E-mail：wanghui@ncepu.educ.cn；陈波（1994），男，硕士研究生，主要从事大规模光伏并网等方面的研究工作；张国豪（1994），男，硕士研究生，主要从事新能源并网等方面的研究工作。
基金资助:
国家重点研发计划项目（2016YFB0900203）；中央高校基本科研业务费专项资金资助（2017MS098）

Order-reduced Startup Strategy for Boosting and Collecting of Photovoltaic System

TIAN Yanjun1， WEI Shilei1， WANG Yi1， WANG Hui1， CHEN Bo1， ZHANG Guohao1，2

1.State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources （ North China Electric Power University），Baoding 071003，Hebei Province，China；2.State Grid Anshan Electric Power Supply Company，Anshan 114000，Liaoning Provinle，China

Online:2018-11-01
Supported by:
This work is supported by National Key Research and Development Program of China（No. 2016YFB0900203） and Fundamental Research Funds for the Central University（No. 2017MS098）.

摘要/Abstract

摘要：

光伏直流升压汇集系统正常运行的前提是系统完成预充电，平稳建立直流母线电压。为了快速且更加稳定地完成该过程，该文研究了光伏直流升压汇集系统的拓扑结构和充电特点，在此基础上提出可控充电阶段电压外环采用比例（P）控制器可实现等效模型降阶，同时利用电容器对电流的积分作用来消除稳态误差。将其与多端模块化多电平换流器（modular multilevel converter， MMC）软启动中常用的电压外环比例积分（PI）控制进行了对比分析，结果表明，其降低了系统等效模型的阶次，且无需直流参考电压斜率控制器，有利于充电过程中系统的稳定及控制参数的选取。最后，通过MATLAB/Simulink仿真验证了所提控制策略的正确性和有效性。

关键词: 光伏, 直流汇集, 模块化多电平换流器（MMC）, 模型降阶, 软启动

Abstract: The precondition for the normal operation of the PV system is to complete the pre-charge and establish DC bus voltage. To complete the process fast and more stably， the topological structure and charging characteristics of DC boost system for photovoltaic system are studied in this paper. On this basis， the paper proposes that the proportional controller can be used to reduce the order of the equivalent model in the controlled charging stage. At the same time， the steady-state error is eliminated by the integral action of the capacitor on the current. Compared to the proportion and integral control of the voltage outer loop used in the soft start of multi-terminal MMC， it reduces the order of the equivalent system model and does not need slope controller for DC reference voltage. It is beneficial to the system stability and the selection of control parameters during the charging process. Finally， the correctness and effectiveness of the proposed control strategy is verified by MATLAB/Simulink simulation.

Key words: photovoltaic, DC collection, modular multilevel converter（MMC）, model order reduction, soft start

中图分类号:

TM 615

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