基于光伏电源的微网并网与孤岛检测技术研究

【摘要】：近30年来,随着社会不断发展,资源、经济和环境三者之间矛盾日益突出,人们对新能源的关注日益加强。新能源中的太阳能具有无污染、取之不尽的优点,被全世界广泛认可,而光伏发电是有效利用太阳能重要方式之一。因此,光伏发电研究意义重大。 首先,本文根据光伏电池的P-V特性,参考已有最大功率追踪法,利用扰动观察法(PO),改进扰动步长实现对最大功率点追踪。该方法根据采样点前后功率变化与所设定阀值的大小关系增减追踪步长,从而提高追踪速度。在Matlab/Simulink中搭建具有P-V和V-I特性光伏电池仿真模型,仿真表明该方法计算速度快、准确性高。 其次,为实现独立光伏发电系统稳定运行,本文采用恒定功率法对光伏系统逆变器进行控制,该方法能使电压、频率保持在稳定范围内。 再次,为实现光伏发电系统单相并网运行,本文采用合成电流法和电压前馈补偿法对光伏系统中逆变器进行控制,达到并网电流与电网电压同相位同频率目的,满足单相并网要求；为实现光伏发电系统三相并网,在光伏系统逆变器控制中,本文采用PQ控制法,该方法能快速跟踪电网频率,实现锁相控制,达到三相光伏并网标准。 最后,本文以光伏发电系统为电源,分析了电压正反馈孤岛检测法原理,该检测法能有效避免因光伏发电系统输出功率与本地负荷相近而检测不出孤岛的情况。仿真结果表明该方法在光伏并网系统中进行孤岛检测的可行性。同时,针对电压正反馈孤岛检测法可能发生孤岛误判情况,本文采用了周期性采样检测电压法对检测信号进行孤岛判断。仿真结果表明该方法能有效避免孤岛的误判。 【关键词】：光伏发电 MPPT PQ控制 孤岛检测 电压正反馈法
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目录6-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 研究的背景和意义8-9
• 1.2 光伏发电的现状及前景9-12
• 1.2.1 国外光伏发电的现状及前景9-10
• 1.2.2 我国光伏发电的现状及前景10-12
• 1.3 光伏发电的关键技术及现状12-13
• 1.4 本文的主要工作13-14
• 第二章 光伏电池特性及其建模仿真研究14-30
• 2.1 光伏电池的原理14-15
• 2.2 光伏电池的特性15-20
• 2.2.1 光伏电池等效数学模型15-18
• 2.2.2 光伏电池在Matlab/simulink中的模型18
• 2.2.3 仿真分析18-20
• 2.3 最大功率跟踪控制模型20-29
• 2.3.1 最大功率跟踪控制模型的原理20
• 2.3.2 光伏电池的几种常见MPPT方法比较分析20-21
• 2.3.3 最大功率控制模型的算法21-25
• 2.3.4 仿真分析25-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 光伏发电系统独立运行与并网控制策略仿真研究30-46
• 3.1 独立光伏发电系统30-36
• 3.1.1 独立光伏发电系统分类及其应用30-31
• 3.1.2 蓄电池31-32
• 3.1.3 独立光伏发电系统供电运行控制32-34
• 3.1.4 独立光伏发电系统仿真分析34-36
• 3.2 并网光伏发电系统36-44
• 3.2.1 单相光伏发电系统并网研究36-39
• 3.2.2 三相光伏发电系统并网研究39-44
• 3.3 本章小结44-46
• 第四章 光伏发电并网系统孤岛检测46-66
• 4.1 孤岛概念和孤岛检测原理46-48
• 4.1.1 孤岛概念及产生46
• 4.1.2 孤岛检测的原理46-48
• 4.2 孤岛检测的方法48-55
• 4.2.1 基于通信的孤岛检测方法48-49
• 4.2.2 基于同步发电机的本地孤岛检测方法49
• 4.2.3 基于逆变器的本地孤岛检测方法49-54
• 4.2.4 各种孤岛检测方法的比较54-55
• 4.3 孤岛检测的标准与检测盲区55-59
• 4.3.1 孤岛检测的标准55-56
• 4.3.2 孤岛检测的盲区56-59
• 4.4 基于电压正反馈孤岛检测技术在光伏并网系统运用59-65
• 4.4.1 电压正反馈孤岛检测原理60
• 4.4.2 三相光伏并网系统电压正反馈孤岛检测控制60-61
• 4.4.3 仿真分析61-65
• 4.5 本章小结65-66
• 第五章 总结与展望66-68
• 5.1 论文总结66-67
• 5.2 论文展望67-68
• 参考文献68-74
• 致谢74-76
• 附录：攻读学位期间发表论文76

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