并网光伏电站的无功电压控制研究

【摘要】：大规模光伏电站的开发和利用可以有效的缓解现有能源危机,降低能源使用的环境成本。然而,随着光伏并网容量的增加,光伏发电出力的随机波动特性对电网稳定运行的影响已不容忽视。其中,电压稳定问题是最受关注的问题之一有必要对并网光伏电站的无功电压控制问题展开深入研究。首先,本文阐述了光伏电站的主要组成及结构,对其进行仿真建模研究。搭建了光伏组件的模型,研究了辐照度、环境温度对光伏组件出力的影响；搭建了光伏逆变器模型,实现了有功/无功解耦控制；在此基础上,搭建了并网光伏电站的等值模型,分析其动态响应特性,为后续研究提供了理论基础。其次,针对光伏发电接入配电网的情况,详细分析了光伏发电对配电网潮流、电压分布以及网损的影响。搭建了IEEE33节点系统模型,分析光伏电站接入位置、接入容量及运行方式的差异对配电网潮流、电压分布以及网损的变化情况,基于此,提出了一种具有良好电压适应性的光伏电站工程化选址方法。最后,提出了一种考虑辐照度的光伏电站无功控制策略。该策略根据控制点电压选择相应的无功电压控制模式；根据电压控制点的无功／电压灵敏度信息,整定出光伏电站无功需求；根据辐照度对光伏电站出力的影响,确定光伏逆变器实际可调无功量；再通过无功出力整定环节,确定光伏电站的无功输出参考值,进而分配到各光伏逆变器。仿真算例表明,该策略充分利用了光伏逆变器无功调节能力,实现了光伏电站输出无功的精细化控制,对维持系统电压稳定起到积极作用。 【关键词】：光伏发电 逆变器 无功控制 电压稳定 电力系统
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615;TM712
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 研究背景与意义8-9
• 1.2 本课题的研究现状9-12
• 1.3 本课题的主要工作12-13
• 第2章 并网光伏发电系统建模13-31
• 2.1 光伏发电系统的组成13
• 2.2 光伏组件的特性及建模13-20
• 2.2.1 光伏组件的建模与仿真13-16
• 2.2.2 光伏组件的输出特性16-19
• 2.2.3 光伏组件的最大功率点控制19-20
• 2.3 光伏逆变器的建模20-28
• 2.3.1 光伏逆变器拓扑结构20-21
• 2.3.2 光伏逆变器并网控制21-22
• 2.3.3 并网光伏逆变器建模22-28
• 2.4 并网光伏电站的建模28-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第3章 并网光伏电站对配电网无功电压影响31-50
• 3.1 引言31
• 3.2 光伏电站并网对配电网影响分析31-37
• 3.2.1 光伏电站并网对配电网潮流影响31-32
• 3.2.2 光伏电站并网对配电网电压影响32-35
• 3.2.3 光伏电站并网对配电网网损影响35-37
• 3.3 基于电气距离的光伏电站工程化选址37-38
• 3.4 算例分析38-49
• 3.4.1 光伏电站并网对配电网潮流影响38-39
• 3.4.2 光伏电站并网对配电网电压影响39-44
• 3.4.3 光伏电站并网对配电网网损影响44-48
• 3.4.4 IEEE33系统光伏电站工程化选址48-49
• 3.5 本章小结49-50
• 第4章 考虑辐照度的光伏电站无功电压控制50-62
• 4.1 引言50
• 4.2 光伏电站无功电压控制策略的基本思想50-54
• 4.2.1 控制原则及模式50-51
• 4.2.2 光伏逆变器的无功调节能力分析51-52
• 4.2.3 光伏电站无功电压控制架构52-54
• 4.3 考虑辐照度的光伏电站无功控制模型54-58
• 4.3.1 光伏电站电压点整定54-56
• 4.3.2 电压/无功灵敏度求取56-57
• 4.3.3 考虑辐照度的光伏电站发电系统模型57-58
• 4.4 算例分析58-61
• 4.4.1 算例背景58
• 4.4.2 算例仿真58-61
• 4.5 本章小结61-62
• 第5章 总结与展望62-64
• 5.1 总结62
• 5.2 展望62-64
• 参考文献64-70
• 在读期间发表的学术论文及研究成果70-71
• 致谢71

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