分布式光伏发电柔性输电技术研究

【摘要】：21世纪的今天,随着环境与能源问题对人们的生活的影响日益加大,以光伏发电为主要代表的分布式发电技术得到了快速发展,然而随着分布式电源的大量接入电网,对电网产生了很多不利的影响,进而对分布式电源的发展形成了制约。柔性直流输电(HVDC-Flexible)技术是一种新型的直流输电技术,这种新型的直流输电技术在向系统提供有功功率与无功功率的同时,另一方面也有提高系统的输电能力以及输电的稳定性等方面的优势,能够很好的满足分布式电源输电的要求,是一种较为理想的分布式发电直流电源输电的方案。本文首先分析了光伏发电的基本原理,并简单介绍了光伏发电的运行方式、系统组成以及工作原理;接着对交流电缆供电、传统高压直流供电以及基于电压源型变流器的柔性直流输电三种并网传输方式的特点进行了比较分析,并选择柔性直流输电作为本文的研究对象;对光伏发电一般模型进行了仿真分析,主要包括光伏电池模型和最大功率跟踪控制模型;介绍了柔性直流输电的基本原理,对主电路功率器件、电感和电容元件参数、并网变流器双向潮流控制以及并网锁相控制等进行理论分析和计算;在Matlab/Simulink环境下,设计了光伏发电并网运行控制策略的仿真模型,对并网变流器双向潮流控制以及并网锁相控制进行了仿真和分析。仿真结果证明本文研究的柔性直流输电系统具有较好的性能,验证了在光伏发电并网过程中采用柔性直流输电能够抑制交流电压波动和跟踪光伏发电输出的有功功率,提高了光伏发电的并网性能,从而为柔性直流输电在以光伏发电为主的分布式发电的并网输电应用方面提供了仿真验证。 【关键词】：光伏发电 分布式 柔性直流输电 微网控制 并网逆变器 最大功率跟踪
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615;TM721.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 课题背景及意义8-9
• 1.2 布式光伏发电微电网供电系统现状9-11
• 1.2.1 光伏发电现状及前景9-10
• 1.2.2 电能供应发展历史及直流供电的意义10-11
• 1.2.3 微电网技术发展现状11
• 1.3 柔性直流输电的发展概况11-14
• 1.3.1 常规高压直流输电的产生和特点11-12
• 1.3.2 柔性直流输电的产生和发展12-13
• 1.3.3 柔性直流输电的特点13-14
• 1.4 论文的主要工作14-16
• 第2章 分布式光伏发电方案研究16-28
• 2.1 光伏发电基本原理16-21
• 2.1.1 太阳能光伏发电的运行方式16
• 2.1.2 太阳能光伏发电系统的组成16-19
• 2.1.3 太阳能光伏发电的工作原理19-21
• 2.2 分布式光伏发电传输方式分析21-24
• 2.2.1 交流电缆供电21
• 2.2.2 传统高压直流供电21-22
• 2.2.3 柔性直流供电方式22-24
• 2.2.4 几种输电技术的比较24
• 2.3 分布式光伏发电柔性直流输电系统拓扑24-26
• 2.3.1 光伏并网发电系统拓扑24-26
• 2.3.2 光伏并网系统的总体结构26
• 2.4 本章小结26-28
• 第3章 光伏发电一般性仿真实验28-42
• 3.1 光伏电池模型及仿真28-34
• 3.1.1 光伏电池模型28-31
• 3.1.2 仿真分析31-34
• 3.2 最大功率跟踪控制模型及仿真34-41
• 3.2.1 最大功率跟踪原理34-35
• 3.2.2 最大功率跟踪算法模型35-38
• 3.2.3 仿真分析38-41
• 3.3 本章小结41-42
• 第4章 柔性输电控制问题及控制方法研究42-56
• 4.1 柔性输电运行原理42
• 4.2 柔性输电数学模型42-45
• 4.2.1 三相静止坐标系下三相VSC数学模型43-44
• 4.2.2 两相坐标系下的数学模型44-45
• 4.3 并网侧变流站控制器设计45-53
• 4.3.1 功率器件参数选择47-48
• 4.3.2 电感参数选择48-50
• 4.3.3 直流电容参数选择50
• 4.3.4 并网变流器双向潮流控制50-52
• 4.3.5 并网锁相控制52-53
• 4.4 本章小结53-56
• 第5章 分布式光伏发电柔性输电系统仿真研究56-64
• 5.1 MATLAB／SIMUlink仿真工具简介56
• 5.2 仿真结果与分析56-63
• 5.2.1 并网变流器双向潮流控制仿真及分析56-61
• 5.2.2 并网锁相控制仿真及分析61-63
• 5.3 本章小结63-64
• 结论64-66
• 参考文献66-70
• 攻读硕士学位期间所发表的论文及其它成果70-71
• 致谢71-72
• 个人简历72

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