光伏电站模型对电力系统电压稳定性研究的影响分析

【摘要】：随着我国经济、社会的可持续发展道路的提出，人们开始不断的探索清洁能源的利用,并逐渐大力发展太阳能发电，使光伏发并网容量和规模不断地增大,这也对传统的电力系统带来了许多负面影响，如对系统电压稳定性的影响越来越严重,这些影响严重制约了光伏发电并网系统的发展。因此,必须开展光伏并网发电系统中的非线性行为对电压稳定性影响的深入研究，这具有非常重要的的使用价值和现实意义。本文针对光伏发电站的结构特点，深入研究光伏并网发电系统的运行机理。根据不同的侧重点建立了不同的光伏电站模型，并得到整个光伏并网系统的不同的整体模型。通过分别选择光伏电站输出有功功率及负荷有功功率作为单参数得到其与母线电压的分岔图。对比发现光伏电站模型对分岔理论研究电压稳定性分析的影响。具体研究内容如下: 论文首先对光伏发电并网系统的发展和基本概念、电力系统中电压稳定性的概念及判定方法、分岔理论在电力系统电压稳定研究中的应用以及分岔分析软件MATCONT的使用方法及技巧等进行了综述。 在对光伏电站的基本原理及特性进行研究分析的基础上,分别用小信号法、受控源法、简化法对光伏电站进行分析，并建立了光伏电站的小信号模型、受控源模型及简化模型。 进一步,应用分岔理论,研究了不同光伏电站模型对光伏并网系统电压稳定性分析的影响，并对不同模型得出不同的分岔图给出了解释。 应用分岔理论以及分岔分析软件MATCONT所得的分析结果表明,光伏电站模型选择对利用分岔理论分析光伏发电并网系统电压稳定性研究的结果有着很大的影响。但总的来说，不管是什么原因，光伏电站的模型，对电力系统电压稳定性的定性影响是相同的，都是只出现鞍结分岔点，这样可以得出光伏电站模型在定性上不影响使用分岔理论研究电压稳定性。因此，在运用分岔理论对光伏电站并网对电力系统影响做定性研究时可以选择相对简单、合理的简化模型。但如果要得到精确的影响分析结果，应该选择将光伏电站所有中间非线性元件包括在内的模型。并且由于简化模型省略中间非线性环节，则此模型不适合做动态电压稳定性的研究模型。 本文的研究结果对光伏电站并网系统应用分岔理论研究系统的电压稳定性影响的模型选择提供了一定的参考价值。 【关键词】：光伏电站 电力系统 电压稳定 分岔理论 鞍结分岔
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM712
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 引言10-18
• 1.1 选题背景及其意义10-11
• 1.2 光伏发电并网系统简要概述11-14
• 1.2.1 光伏并网发电系统分类及组成11-13
• 1.2.2 光伏并网发电系统电压稳定性13-14
• 1.3 光伏发电并网技术发展现状14-17
• 1.4 论文主要工作介绍17-18
• 2 电力系统电压稳定问题研究18-23
• 2.1 电压稳定基本概念18
• 2.2 电压稳定性分析方法18-22
• 2.2.1 静态分析方法18-21
• 2.2.2 动态分析方法21-22
• 2.3 本章小结22-23
• 3 分岔理论与分岔分析软件 MATCONT23-36
• 3.1 分岔理论基本概念23-25
• 3.2 分岔理论在电力系统中的应用25
• 3.3 MATCONT 软件及功能简介25-29
• 3.3.1 MATCONT 特点26-29
• 3.3.2 软件使用环境29
• 3.4 MATCONT 的应用及使用方法29-35
• 3.5 本章小结35-36
• 4 光伏电站模型36-50
• 4.1 光伏电站的原理和组成36-40
• 4.1.1 光伏电池的基本原理36-37
• 4.1.2 光伏电池的模型37-39
• 4.1.3 光伏发电组成39-40
• 4.2 光伏发电电站的整体模型40-49
• 4.2.1 受控源模型40-43
• 4.2.2 小信号模型43-48
• 4.2.3 简化模型48-49
• 4.2.4 三种模型对比分析49
• 4.3 本章小结49-50
• 5 光伏电站模型对电力系统电压稳定性研究的影响分析50-54
• 5.1 光伏发电并网系统整体模型50-51
• 5.2 不同光伏电站模型对系统电压稳定性研究的影响分析51-53
• 5.3 本章小结53-54
• 6 结论与展望54-55
• 6.1 总结54
• 6.2 未来工作展望54-55
• 参考文献55-59
• 个人简历、在学校期间发表的学术论文及研究成果59-60
• 致谢60

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