分布式光伏并网无功电压控制研究

【摘要】：进入二十一世纪以来,由于传统石化能源的枯竭以及环境污染的日益严重,怎样合理开发和有效的利用绿色能源已经成为全世界迫在眉睫的重要课题。太阳能资源具有资源丰富、清洁无污染等优点,越来越受到世界各国人们的重视。光伏发电作为利用太阳能的有效途径,随着并网技术的发展,光伏并网发电的规模越来越大,对电网造成了很多不良影响。本文以两级式三相光伏并网发电系统为研究对象,深入研究了其在电网电压正常及电网电压跌落运行状态下的无功电压控制策略。首先,根据光伏电池的数学模型,在软件MTALAB/Simulink中搭建了光伏电池仿真模型,仿真分析了其输出特性。简要介绍了几种最大功率点跟踪方法,并对本文采用的扰动观察法进行了仿真。分析了三相光伏并网逆变器的工作原理,建立了逆变器在dq坐标系下的数学模型,在此基础上,通过dq变换实现对逆变器输出有功无功的解耦控制。分析了逆变器输出无功功率理论的原理以及光伏系统无功出力的约束条件,探讨了当光伏系统输出有功功率变化对并网点电压的影响,以及光伏系统发出一定量的无功功率对并网点电压的支撑作用。本文设计了电压外环电流内环和PI控制相结合的控制策略,并给出了具体的参数计算方法。并建立了光伏并网系统的仿真模型,实现了光伏逆变器输出有功无功的解耦控制。本文设计了光伏并网系统无功电压控制策略,在电网电压正常时,系统采用最大功率跟踪控制,针对光伏输出有功变化及负荷扰动造成的并网点电压波动,可通过逆变器无功控制稳定并网点电压。在电网电压跌落时,给出一种基于无功电流补偿的无功电压制策略,该控制策略能够充分利用逆变系统的特性,不用增加额外硬件设备就能使光伏系统在电压跌落期间不脱网,并能向电网提供一定量的无功功率,支持电网电压恢复。在电网电压跌落时,对逆变器限流保护后,针对直流侧由于功率不平衡导致直流侧电容电压上升问题,光伏发电系统由最大功率控制模式切换到恒压模式,稳定直流侧电压。 【关键词】：光伏并网 最大功率点跟踪 并网逆变器 无功控制 电压支撑
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM464;TM615
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 选题背景及其意义11-13
• 1.2 国内外研究现状13-15
• 1.3 电网中无功平衡与电压质量15-16
• 1.4 分布式光伏发电的无功电压控制策略16-17
• 1.5 本论文研究的主要内容17-18
• 第2章 光伏并网基本理论18-28
• 2.1 光伏发电系统概述18-19
• 2.2 光伏电池简介19-21
• 2.2.1 光伏电池的等效模型19-20
• 2.2.2 光伏电池的特性曲线20-21
• 2.3 最大功率点跟踪控制策略21-27
• 2.3.1 电导增量法21
• 2.3.2 恒定电压法21-22
• 2.3.3 扰动观测法22-27
• 2.4 小结27-28
• 第3章 光伏并网逆变器无功控制理论28-36
• 3.1 并网逆变器的数学模型28-31
• 3.2 逆变器无功控制分析31-35
• 3.2.1 逆变器输出无功原理31-33
• 3.2.2 逆变器无功电压支撑分析33-34
• 3.2.3 光伏并网逆变器的无功极限34-35
• 3.3 小结35-36
• 第4章 光伏并网控制系统设计与仿真36-50
• 4.1 光伏并网逆变控制系统设计36-37
• 4.2 并网逆变器37-38
• 4.3 滤波器38-39
• 4.3.1 滤波器分类38
• 4.3.2 滤波器设计38-39
• 4.4 PLL锁相环设计39-40
• 4.5 调节器参数设计40-44
• 4.5.1 电流内环参数设计40-42
• 4.5.2 电压外环参数设计42-44
• 4.6 并网发电系统仿真模型及仿真分析44-49
• 4.7 小结49-50
• 第5章 光伏并网无功电压控制策略50-65
• 5.1 光伏并网系统并网点电压特性50-51
• 5.2 光伏并网在电网电压正常时的无功电压控制策略与仿真分析51-55
• 5.2.1 光伏并网在电网电压正常时的无功电压控制策略51
• 5.2.2 仿真分析51-55
• 5.3 光伏并网在电网电压跌落时的无功电压控制策略与仿真分析55-63
• 5.3.1 光伏并网在电网电压跌落时的无功电压控制策略55-58
• 5.3.2 仿真分析58-63
• 5.4 小结63-65
• 总结与展望65-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-72
• 攻读硕士学位期间发表的论文72

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

分布式发电技术    丁明,王敏

光伏电站低电压穿越时的无功控制策略    陈波;朱晓东;朱凌志;赖金朋;

硅太阳电池工程用数学模型    苏建徽,余世杰,赵为,吴敏达,沈玉梁,何慧若

基于FPGA的三阶SPWM逆变控制器研究    周小波

三相光伏并网系统控制技术研究    徐鹏威

三相光伏并网电流型PWM逆变器的研究    周东

直流微网中储能单元并联及能量管理技术研究    张继元

城市配电网的线损管理和降损措施    张恭卓;

太阳电池的负载匹配理论与负载变换技术    王康模;陈长缨;于志刚;刘兴华;刘小冲;赵俊;

ITO/Si/Al结构太阳电池pn结光电特性仿真研究    施敏;王强;孙玲;

基于电流单参量控制的MPPT系统的设计    洪岳;陈长缨;王康模;邓韡;傅倩;

光伏模拟器的设计及仿真验证    杨文燮;胡仁杰;卢志伟;

光伏并网的控制策略与最大功率点跟踪的仿真分析    李志敏;甘家梁;徐翠琴;谈怀江;

光伏最大功率跟踪的分析与改进    王鑫磊;张皓;李振华;

光伏发电系统蓄电池变电流快速充电的研究    齐志远;王生铁;

光伏系统蓄电池二阶段快速充电法的研究    肖俊明;杜迎虎;李燕斌;祝海明;刘鹏程;

皮卫星在轨能量平衡仿真及实验    辜渝嘉;金小军;赵翔宇;金仲和;

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究    于蓉蓉

微网谐波振及电压暂降的评估与控制    雷之力

微电源并网同步检测与定功率输出控制技术研究    龚宇雷

微网能量优化管理若干问题研究    徐立中

风力发电与光伏发电系统小干扰稳定研究    黄汉奇

独立光伏系统中蓄电池管理的研究    欧阳名三

光伏阵列故障状态的识别研究    王培珍

超级电容器储能应用于分布式发电系统的能量管理及稳定性研究    唐西胜

太阳能光伏并网发电系统的优化设计与控制策略研究    董密

基于成本效益分析的分布式电源规划    韩磊

并网光伏电站模型及其运行特性研究    许晓艳

微网运行仿真研究    翟津川

太阳能光伏并网逆变系统    王鑫磊

大型光伏电站接入电网的技术和特性研究    张琪祁

单级式光伏并网逆变系统最大功率点的研究与分析    张武斌

单级式光伏并网发电系统与MPPT的研究与实现    顾雪霏

基于交流母线的光伏逆变器研究    李富国

基于生物网络的光伏并网发电系统研究    王磊

光伏并网发电控制系统的仿真研究    王卫星

10kW无变压器型光伏并网发电逆变器的设计与实现    刘波;王仕城;

最大功率跟踪的光伏并网逆变器研究    杨海柱,金新民

世界能源消费现状和可再生能源发展趋势(上)    钱伯章;

一类新型的单相直接式电流型多电平变流器拓扑    熊宇,陈丹江,刘兆燊,张仲超

太阳能光伏并网发电系统的研究    王飞,余世杰,苏建徽,沈玉梁

光伏并网发电及无功补偿的统一控制    汪海宁,苏建徽,张国荣,茆美琴,丁明

具有无功补偿功能的单级式三相光伏并网系统    吴理博;赵争鸣;刘建政;王健;袁立强;

单相电流型多电平逆变器组合拓扑及其SPWM调制策略研究    白志红;张仲超;

直流微网研究中的关键技术    吴卫民;何远彬;耿攀;钱照明;汪槱生;

分布式发电(电源)技术及其并网问题    胡学浩

微网能量管理与优化设计研究    刘梦璇

微电网并网与孤岛运行模式切换的研究    王燕廷

基于FPGA的逆变器控制芯片研究    罗旭

可编程逻辑器件在逆变器控制中的应用    占荣

中小功率DC/DC模块并联均流方案的优选及实现的研究    袁珊珊

光伏并网电站损耗探讨    张霆;

模拟光伏并网实验装置的研制    洪峰;嵇鼎毅;王成华;

大型光伏并网电站科研规划的探讨    陈祥;

光伏并网系统研究    崔瑞;李俊华;

光伏并网系统中直流注入问题最新进展及发展趋势    周林;杨冰;郭珂;李红新;张正茂;

光伏并网系统的输出电流控制方案    付铭骥;李奎霖;王梓全;

三相光伏并网系统直接电流控制策略的研究    郭玉龙;石磊;张健;霍春宝;

分布式光伏并网技术深化研究课题成果通过评审    

光伏并网系统研究    

光伏并网逆变器低电压穿越优化设计研究    张雅静;郑琼林;卢远宏;马亮;

基于线电流解耦算法的三相光伏并网系统    谭甲凡;

一种三相光伏并网系统的双模运行控制策略    周彦;段善旭;刘飞;殷进军;刘邦银;

基于Z源的光伏并网控制策略研究    蒋立;郑建勇;

不可调度式单相光伏并网装置的平波电容容量的选择    沈玉梁;苏建徽;赵为;余世杰;王斯成;王德邻;

小型太阳能光伏并网系统设计    黄改云;

单相光伏并网逆变器的研究    李练兵;王同广;孙鹤旭;

光伏并网系统反孤岛控制策略研究    金结红;余晓东;余海东;

新型锁相技术在光伏并网系统中的应用    周方圆;龚芬;胡前;彭振江;

单相光伏并网系统及其反孤岛策略的仿真研究    褚小莉;余晓东;

基于DSP太阳能光伏并网系统的应用研究    张海波;孙邦伍;原慧军;刘伟;崔海瑞;

光伏并网标准亟待出台    缪传俊

江苏 分布式光伏并网容量居全国第一    黄蕾

上半年新增光伏并网容量翻番    国家能源局

我市开建20兆瓦光伏并网电站    记者 王贺　通讯员 杨锋 学谦

40余项光伏并网关键标准或上半年完成编写    本报记者 王荣

我市光伏并网容量年底将达1000兆瓦    记者 李莎莎

我的微型分布式光伏并网电站(下)    淄博 田连华

我的微型分布式光伏并网电站(上）    淄博 田连华

上半年光伏并网量大增 能源局力促分布式发展    记者 王佑

中节能光伏并网项目竣工在即    记者 杨文浩

光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现    吴理博

光伏并网功率调节系统及其控制的研究    汪海宁

单相光伏并网系统的分析与研究    王飞

基于Z源网络的光伏并网逆变系统的研究    刘鸿鹏

大功率光伏并网逆变系统研究    马亮

数字化光伏并网系统的逆变技术研究    张文

无变压器结构光伏并网逆变器拓扑及控制研究    马琳

光伏并网逆变系统控制策略研究    郭晓瑞

三电平光伏并网逆变器拓扑结构及控制策略的研究    周皓

光伏发电高效利用的关键技术研究    肖华锋

光伏并网逆变器控制策略及最大功率点跟踪技术研究    李洁

分布式光伏并网无功电压控制研究    田飞

光伏并网控制方法和系统的研究    汪进进

具有有源滤波功能的光伏并网系统研究    曾意

光伏并网配电系统保护的研究    李刚

光伏并网对配电网的影响    吴兴龙

500kW三相光伏并网逆变器的研制    张喜军

光伏并网逆变系统的研究与设计    桑福环

单相光伏并网逆变数字控制策略研究与实现    刘伟

具有直流注入抑制功能的单相光伏并网系统研究    杨冰