超级电容储能提升光伏并网低电压穿越能力的研究

"基于超级电容储能的光伏并网低电压穿越研究* (2014年)" 这篇2014年的研究论文聚焦于利用超级电容储能技术来增强光伏并网系统的低电压穿越能力。在电力系统中，低电压穿越（LVRT，Low Voltage Ride-through）是指当电网电压骤降时，可再生能源发电系统如光伏电站能够保持连接并提供支持，以帮助电网恢复稳定运行的能力。这种能力对于提高电网的稳定性和接纳更多可再生能源至关重要。 论文提出了一种策略，即在电网电压下降时，通过直接功率控制（DPC）调整并网逆变器的有功功率参考值，使其响应电网电压的下降程度。DPC是一种先进的控制方法，能够实现逆变器输出功率的快速调整，以适应电网条件的变化。同时，通过控制双向DC/DC变换器，系统可以将光伏阵列产生的、超出电网需求的多余能量储存到超级电容中。超级电容因其高功率密度和快速充放电特性，非常适合用作瞬时能量缓冲装置。 在电网电压跌落期间，直流母线电压可能会受到干扰，为了维持其稳定，论文提出的控制策略利用超级电容来平衡逆变器两侧的功率。这样可以防止直流母线电压过冲或下垂，确保光伏系统的稳定运行。通过仿真模拟，研究证实了这一集成超级电容储能的协调控制方案在低电压穿越场景下的有效性和实用性。 论文的关键技术点包括： 1. 超级电容储能：作为瞬时功率调节器，超级电容能够在电压跌落时提供快速的能量响应。 2. 双向DC/DC变换器：用于在直流母线和超级电容之间进行能量转移，维持直流电压稳定。 3. 直接功率控制（DPC）：逆变器控制策略，能够灵活调整有功功率输出，以应对电网电压变化。 4. 低电压穿越（LVRT）：光伏并网系统的关键性能指标，确保在电网电压异常时仍能保持并网运行。 这项研究对于提升光伏并网系统的电网适应性，特别是在电网不稳定情况下的运行能力，具有重要意义。通过超级电容储能技术的应用，不仅可以改善光伏系统的动态性能，还能为未来可再生能源大规模并网提供解决方案。