并网光伏发电系统建模及其对配电网的影响研究

【摘要】：太阳能光伏(PV, photovoltaic)是取之不尽用之不竭的,光伏发电作为众多可再生能源发电中的一种,它是有着相当多的优点的,它不仅能够对能源的消耗起着缓和的作用,而且还能够减轻全球环境污染严重的状况,同时,还可以使得电力系统的供电可靠性得到大大的提高。光伏发电技术在当前已经被宽泛的使用在各个相关的领域中,这也使得光伏发电在电力系统中的作用得到进一步的推动。光伏并网发电已经成为当前光伏发电利用的主要形式,但是由于光伏发电特性呈现随机性,输出不稳定,将对配电系统的原有运行方式产生较大影响。探究光伏引入配电网会给配电网原始的运行状态带来什么样的变化和问题对于整个电力系统是非常重要的。本文首先对所建立的光伏并网发电系统模型的合理性进行了验证,然后对光伏引入配网系统后给配网系统的稳态、静态电压分布和配网的网络损耗带来的变化和问题进行了分析。 首先,对常用的光伏发电系统进行了分类,深入阐述了最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking)方法,将两级能量变换的并网光伏发电系统(最大功率点跟踪的实现与逆变部分的实现在层面上是相对独立的)当作研究对象。通过Matlab软件中的Simulink平台,建立了太阳能光伏并网模型,并对其进行了仿真分析,通过仿真考证了该模型的可行性和合理性。 其次,针对PV引入后的配电网,分别运用“负”负荷模型算法和“电源”模型算法建立了其稳态电压分布模型。凭据所建立的模型,分别从PV的引入位置、引入容量和功率因数分析了PV引入配电网后对电压的分布会带来怎么样的问题和变化；并对单光伏电源和多光伏电源引入配电网的两种情况进行了详细分析,从分析结果图可以得出PV对配电网电压的具体影响；然后,定义给出了配电网的静态电压稳定指标,从PV的引入位置和引入容量会给配网系统的静态电压稳定性带来如何的变化进行了分析总结。 最后,将PV引入了传统配电网模型中,建立了含有PV的配电网模型,从光伏发电系统引入配电网的位置、引入容量、运行功率因数三个影响方面来分析PV的引入对配电网网络损耗变化的影响,对其引入配电系统后网络损耗的变化率进行了分析,并给出了相应的影响结论。 【关键词】：光伏发电 配电网模型 最大功率点跟踪 静态电压稳态指标 功率因数
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-13
• 第一章 绪论13-17
• 1.1 课题的研究背景和意义13-14
• 1.2 光伏发电产业的发展概况14-15
• 1.3 论文主要工作和结构15-17
• 第二章 光伏并网发电系统建模与其仿真17-39
• 2.1 光伏发电系统的分类17-20
• 2.2 光伏阵列建模及其仿真20-27
• 2.2.1 光伏阵列的划分与特性参数20-21
• 2.2.2 光伏阵列的数学模型21-23
• 2.2.3 光伏阵列模型的建立及仿真研究23-27
• 2.3 典型的最大功率点跟踪方法27-35
• 2.3.1 间接控制方法28-30
• 2.3.2 直接控制方法30-33
• 2.3.3 人工智能控制方法33-35
• 2.4 无差拍逆变控制策略35-38
• 2.5 本章小结38-39
• 第三章 光伏并网对配电网稳态电压分布的影响39-57
• 3.1 PV电源引入配网后的电压分布算法研究40-46
• 3.1.1 PV电源引入配网后的电压分布算法研究40
• 3.1.2 “负”负荷模型算法40-43
• 3.1.3 “电源”模型算法43-46
• 3.2 单PV电源引入配电网对电压分布的影响46-50
• 3.2.1 PV电源引入位置对电压分布的影响分析46-47
• 3.2.2 PV电源容量对电压分布的影响47-49
• 3.2.3 PV电源运行对电压分布的影响分析49-50
• 3.3 多PV电源引入配电网对电压分布的影响50-55
• 3.3.1 多PV电源的引入位置对电压分布的影响分析51-53
• 3.3.2 多PV电源引入容量对电压分布的影响53-55
• 3.4 本章小结55-57
• 第四章 光伏并网对配电网静态电压稳定的影响57-65
• 4.1 配电网静态电压稳定指标57-59
• 4.2 PV对配电网静态电压稳定性的影响分析59-62
• 4.2.1 PV引入位置对配电网电压稳定性的影响60-61
• 4.2.2 PV引入容量对配电网电压稳定性的影响分析61-62
• 4.3 本章小结62-65
• 第五章 光伏并网对配电网的网损影响65-73
• 5.1 配电网的简介65-66
• 5.2 PV引入配电网后对网损的影响分析66-71
• 5.2.1 PV引入位置对网损的影响67-68
• 5.2.2 PV相对负荷的容量对配电网网损的影响分析68-69
• 5.2.3 PV的运行方式对网损变化的影响69-71
• 5.3 本章小结71-73
• 第六章 结论和展望73-75
• 6.1 结论73-74
• 6.2 展望74-75
• 参考文献75-80
• 致谢80-81
• 攻读学位期间发表论文81-82
• 学位论文评阅及答辩情况表82

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