高渗透率光伏发电系统中网源互动技术的研究

【摘要】：随着传统化石能源的消耗与人们对环境问题的普遍关注,太阳能等清洁能源利用受到各国重视,分布式光伏发电得以迅速发展。然而由于光伏发电具有间歇性与波动性,大规模高渗透率分布式并网功率接入配电网将会影响配电网系统的稳定运行。本文首先通过搭建基于传统电流控制型逆变器的分布式光伏发电系统,探究高渗透率分布式光伏发电对链式配电网的影响。在分布式发电系统以单位功率因数接入链式配电网条件下,探讨了在不同接入点、不同线路阻抗比、不同负荷时分布式光伏发电对配电网电压的影响。其次,针对带轴压调节电压控制型逆变器控制策略,本文提出了三种基本的分布式发电系统并网控制模式:同步发电机模式、最大功率控制模式与电压控制模式。经验证,三种控制模式均能够提高分布式发电系统的并网控制能力。然后,通过对实验中出现的并网电流畸变现象进行分析,探究与评估了高渗透率分布式并网功率对配电网电流质量的影响。本文搭建了电压控制型逆变器并网系统。控制不同的并网功率因数,分析与评估分布式并网功率对配电网线路电压与功率损耗的影响。在此基础上,对比探讨了四种典型功率调压方法的优劣。最后,基于分布式并网功率对配电网影响的评估结果,本文提出了两种带无功调节的分布式发电系统并网控制模式:最大功率电压补偿模式和无功补偿模式。经验证,两种带无功调节的并网控制模式,对高渗透率配电网均具有一定的优化作用。通过探究在高渗透率条件下分布式发电系统与配电网间的相互作用机理,本文研究了分布式光伏发电系统的五种并网控制模式。五种并网模式均基于带轴压调节电压控制型逆变器控制策略提出,增强了配电网对新能源的接纳能力,且能够提高分布式光伏发电系统的网源互动能力。本文的研究成果对分布式发电系统具有理论参考和实践应用意义。 【关键词】：高渗透率 分布式光伏发电系统 链式配网 电压控制型逆变器
【学位授予单位】：上海电力学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 研究背景和意义10-11
• 1.2 研究现状与分析11-15
• 1.2.1 线路电压偏差11-12
• 1.2.2 电压调整方法12-14
• 1.2.3 高性能的功率变换技术14-15
• 1.3 本文工作内容15-16
• 1.3.1 研究内容15
• 1.3.2 技术路线15-16
• 2 高渗透率分布式光伏发电系统16-31
• 2.1 光伏电池建模16-20
• 2.1.1 光伏电池基础模型16-17
• 2.1.2 串联电阻和分流电阻17-18
• 2.1.3 模型验证及修正18-20
• 2.2 电流控制型逆变器建模20-22
• 2.2.1 LCL型滤波器参数设计20-21
• 2.2.2 控制环路设计21-22
• 2.2.3 功率因数校正22
• 2.3 分布式光伏系统分析22-27
• 2.3.1 分布式系统建模22-23
• 2.3.2 系统仿真23-26
• 2.3.3 配电网线路电压分析26-27
• 2.4 分布式光伏发电系统并网运行27-30
• 2.4.1 分布式光伏并网实验平台27-28
• 2.4.2 配电网系统带负载运行28-29
• 2.4.3 分布式光伏接入配电网系统29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 3 带轴压调节电压控制型逆变器并网控制模式31-44
• 3.1 带轴压调节电压控制型逆变器31-34
• 3.1.1 逆变器控制策略简述31-32
• 3.1.2 虚拟阻抗及功率解耦32-33
• 3.1.3 仿真与实验设定33-34
• 3.2 同步发电机模式34-37
• 3.2.1 控制策略34-35
• 3.2.2 仿真与实验验证35-37
• 3.3 最大功率控制模式37-40
• 3.3.1 控制策略37-38
• 3.3.2 仿真及实验验证38-40
• 3.4 电压控制模式40-42
• 3.4.1 控制策略40-41
• 3.4.2 仿真与实验验证41-42
• 3.5 本章小结42-44
• 4 分布式发电系统对配电网影响的评估分析44-60
• 4.1 分析与评估光伏并网系统的电流畸变现象44-51
• 4.1.1 电流畸变现象分析44-49
• 4.1.2 畸变抑制49-51
• 4.2 分布式发电系统并网功率对配电网的影响51-55
• 4.2.1 系统评估模型51
• 4.2.2 配电网系统评估51-55
• 4.3 典型调压方法评估55-59
• 4.3.1 静态有功控制55-56
• 4.3.2 动态有功控制56-57
• 4.3.3 静态无功控制57-58
• 4.3.4 动态功率控制58-59
• 4.4 本章小结59-60
• 5 带轴压调节电压控制型系统协调控制方法60-71
• 5.1 带无功调节的逆变器并网控制模式60-63
• 5.1.1 两种控制策略60-62
• 5.1.2 仿真验证62-63
• 5.2 带轴压调节电压控制型分布式系统接入配电网63-70
• 5.2.1 系统描述64
• 5.2.2 多种并网模式下配电网系统仿真64-67
• 5.2.3 双分布式系统的配电网运行实验67-70
• 5.3 本章小结70-71
• 6 结论与展望71-72
• 6.1 论文工作总结71
• 6.2 工作展望71-72
• 参考文献72-76
• 致谢76-77
• 硕士学位期间发表的学术论文77

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