改进型MPPT控制的并网光伏系统设计与暂态仿真研究

【摘要】：光伏并网发电工程促进了太阳能作为“辅助能源”向“替代能源”的转变。实现光伏高效率可靠接入电网，需要快速精确的最大功率点跟踪控制策略和可靠的并网控制技术；需要可靠、经济和灵活的工程设计方案；还需要对光伏接入电网的暂态稳定性研究与分析。 首先，建立了光伏电池工程用数学模型，并采用了一种跟踪速度快、精度高的改进型最大功率点跟踪控制方法，另外研究了具有稳定性高和动态响应快的光伏并网控制策略。通过DIgSILENT/Power Factory仿真，验证了最大功率点跟踪方法与并网控制策略的优越性，为并网光伏发电工程设计提供了理论基础。 其次，结合河南财政税务高等专科学校光伏并网发电项目，设计了510kW光伏发电系统接入电网的工程方案，分别针对光伏系统、储能系统以及微电网控制管理系统进行了详细地设计与阐述。 最后，基于DIgSILENT/Power Factory仿真软件对510kW光伏并网发电项目进行建模，并对负荷突变、短路故障和光照突变进行了暂态仿真，研究分析了光伏系统接入电网后所带来的各种电力系统稳定性问题。仿真结果为工程设计提供可行性评估与分析，具有工程应用价值。 【关键词】：光伏并网发电系统 最大功率点跟踪控制 并网控制 储能系统 微网控制管理系统 暂态稳定性
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题的背景9-10
• 1.2 光伏发电系统研究现状10-14
• 1.2.1 光伏发电工程建设状况10-11
• 1.2.2 并网光伏发电系统模型研究11-12
• 1.2.3 并网光伏发电系统对电网的影响12-13
• 1.2.4 并网光伏发电系统稳定性研究13-14
• 1.3 主要研究内容14-15
• 第2章 光伏电池模型及改进型 MPPT 的研究15-27
• 2.1 光伏电池数学模型15-18
• 2.2 光伏电池改进型 MPPT 控制18-23
• 2.2.1 MPPT 控制方法介绍19-20
• 2.2.2 改进型 MPPT 控制方法20-22
• 2.2.3 改进型 MPPT 仿真模型22-23
• 2.3 仿真验证23-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 光伏并网控制技术研究27-34
• 3.1 并网逆变器的控制目标27-28
• 3.2 基于前馈解耦的电流控制策略28-32
• 3.2.1 三相并网逆变器的数学模型28-29
• 3.2.2 前馈解耦的内环电流控制29-31
• 3.2.3 控制系统结构图31-32
• 3.3 仿真验证32-33
• 3.4 本章小结33-34
• 第4章 河南财专并网光伏发电工程设计方案34-56
• 4.1 工程概述与总体设计34-36
• 4.1.1 工程概述34
• 4.1.2 主接线方案34-36
• 4.2 510kW 光伏发电系统设计方案36-48
• 4.2.1 光伏阵列设计37-42
• 4.2.2 直流防雷汇流箱与配电柜设计42-44
• 4.2.3 光伏并网逆变器的选择44-46
• 4.2.4 交流配电柜的设计46
• 4.2.5 光伏系统总体方案46-48
• 4.3 储能系统设计方案48-52
• 4.3.1 储能系统容量48
• 4.3.2 蓄电池类型选择48-49
• 4.3.3 锂离子电池组设计49-50
• 4.3.4 储能系统整体设计50-51
• 4.3.5 储能室的布局51-52
• 4.4 微网控制管理系统52-54
• 4.5 效益分析54-55
• 4.5.1 经济效益54
• 4.5.2 社会效益54-55
• 4.6 本章小结55-56
• 第5章 510kW 光伏并网系统暂态仿真与稳定性分析56-69
• 5.1 DIgSILENT/Power Factory 软件的介绍56-57
• 5.1.1 主要特点56-57
• 5.1.2 主要功能57
• 5.2 仿真模型搭建57-61
• 5.3 仿真结果与分析61-67
• 5.3.1 大容量负荷变化对稳定性影响61-63
• 5.3.2 三相短路故障对稳定性影响63-65
• 5.3.3 光照强度突变对稳定性影响65-67
• 5.4 本章小结67-69
• 结论69-71
• 参考文献71-75
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果75-76
• 致谢76-77
• 作者简介77

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