基于智能电网的光伏三相逆变并网控制策略研究

【摘要】：随着化石类非可再生能源的快速消耗及其带来的环境污染问题的日益严重,人们迫切要找到清洁的替代能源,一方面能缓解这种能源危机,另一方面能有效的抑制温室效应等燃烧化石燃料引发的环境问题。太阳能作为一种清洁的可再生能源,具有无污染、可用资源分布广、可再生等特点。光伏发电的最终形式是光伏逆变并网发电,将光伏电池的能量送到电网进行远距离传输。由于光伏发电系统的输出功率存在易受环境影响具有不稳定的特点,以光伏发电形式的并网行为对电网的稳定运行具有一定影响。要解决这种矛盾就必须依靠智能电网的相关技术,确保电网运行的可靠性,满足光伏逆变并网的技术要求。 本文在分析了智能电网运行方式及其特性的基础上,针对光伏电池的三相逆变并网进行了研究,主要的研究内容如下： (1)利用光伏电池的实际参数分析了光伏电池的电气输出特性,分析发现光伏电池受外界环境影响,输出功率呈非线性变化,光伏逆变并网将会影响电网的稳定运行,从并网与孤岛角度研究利用智能电网技术减小这种不利影响。 (2)分析了三相逆变并网技术,采用dq变换与锁相环技术相结合的方式对电网侧的电压幅值、频率、相位进行准确跟踪,实现同期并网。为了实现并网后的电流控制,推算了三相逆变器LCL滤波器的状态空间方程,然后利用小信号模型对方程进行线性处理,实现了电压电流的解耦控制。在此基础上,本文设计了一种新的三相逆变并网电流控制方式,即外环电网侧电压,内环逆变侧电流电压同步控制方式。建立了三相逆变并网的仿真模型,实现三相逆变并网、电流控制的仿真。 (3)论文对光伏三相逆变的孤岛现象进行了分析,讨论了三种孤岛后的并网模式,利用孤岛现象发生时负载上电气量的变化建立光伏三相逆变器的孤岛检测模型,对孤岛进行控制。 【关键词】：智能电网 光伏电池 三相逆变 光伏并网 LCL滤波器 电流解耦 孤岛检测
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 研究背景11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 智能电网的研究11-13
• 1.2.2 光伏发电技术研究的发展13-15
• 1.3 本文研究的主要内容15-16
• 第2章 基于智能电网的光伏发电技术16-27
• 2.1 智能电网的概念16-18
• 2.1.1 智能电网的定义16-17
• 2.1.2 智能电网的特性17-18
• 2.2 智能电网中的清洁能源18-19
• 2.2.1 中国智能电网在清洁能源中的应用18
• 2.2.2 智能电网对光伏发电的技术支撑18-19
• 2.3 光伏电池简介19-24
• 2.3.1 光伏电池数学模型的工程简化20-21
• 2.3.2 参数求解21-22
• 2.3.3 光伏电池输出特性实例计算分析22-24
• 2.4 光伏发电技术24-26
• 2.4.1 最大功率点追踪25
• 2.4.2 逆变技术25-26
• 2.5 小结26-27
• 第3章 光伏三相逆变并网27-41
• 3.1 光伏逆变结构原理27-29
• 3.1.1 逆变器的分类27-28
• 3.1.2 光伏逆变并网技术28
• 3.1.3 光伏逆变并网结构的修改28-29
• 3.2 三相逆变器29-34
• 3.2.1 SPWM逆变技术30-32
• 3.2.2 三相逆变仿真32-33
• 3.2.3 三相正弦电压反馈调整33-34
• 3.3 三相逆变并网34-39
• 3.3.1 光伏逆变并网仿真36
• 3.3.2 锁相环的基本原理36-37
• 3.3.3 并网仿真37-39
• 3.4 光伏并网逆变器控制39
• 3.5 小结39-41
• 第4章 光伏逆变并网的控制策略分析41-54
• 4.1 滤波器设计41-45
• 4.1.1 LCL滤波器41-43
• 4.1.2 LCL滤波器结构的无源阻尼方案与有源阻尼方案43-45
• 4.2 并网逆变器控制策略45-50
• 4.2.1 并网逆变器控制原理概述45-46
• 4.2.2 光伏三相并网逆变器的LCL滤波器数学解耦模型46-48
• 4.2.3 典型的并网逆变器控制策略48-50
• 4.3 光伏三相并网电流控制仿真50-53
• 4.3.1 光伏三相并网电流控制仿真51-52
• 4.3.2 仿真数据图形52-53
• 4.4 小结53-54
• 第5章 逆变并网的孤岛检测与控制54-67
• 5.1 孤岛现象的研究54-56
• 5.1.1 孤岛运行标准55
• 5.1.2 孤岛带载运行方式55-56
• 5.1.3 孤岛状态下的并网56
• 5.2 孤岛检测与控制的方法56-65
• 5.2.1 逆变器反孤岛的测试电路56-60
• 5.2.2 基于远程通信的孤岛检测60
• 5.2.3 被动式孤岛检测60-63
• 5.2.4 主动式孤岛检测63-65
• 5.2.5 其他孤岛检测技术65
• 5.3 小结65-67
• 总结与展望67-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-77
• 攻读硕士学位期间发表的论文77
• 在校期间的科研成果77-78
• 附录78-83

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

LCL滤波的并网变流器直接电流控制研究    郭罗乐

分布式并网发电系统的孤岛检测方法性能评价    任碧莹;孙向东;张琦;钟彦儒;

分布式发电系统逆变器侧孤岛检测及非检测区描述    程明;张建忠;赵俊杰;

基于dq变换和正反馈的孤岛效应检测策略    魏明;康强;

多机光伏并网逆变器的孤岛检测技术    刘方锐;段善旭;康勇;张宇;

并网逆变器LCL接口直接输出电流控制建模及稳定性分析    郭小强;邬伟扬;顾和荣;王立乔;赵清林;

智能电网发展模式和关键技术探讨    张志超;陈冰;张鹏飞;

太阳能阵列最大功率点跟踪与蓄电池优化充电    王健;刘建政;吴理博;赵争鸣;

并网逆变器间接电流解耦控制策略的研究    陈潼;赵荣祥;

基于遗传算法的太阳能电池最大功率点研究    唐敏;任奇;夏东伟;

太阳能电池工程简化模型的参数求取和验证    孙园园;肖华锋;谢少军;

分布式发电系统孤岛效应的研究    姚丹

并网逆变器电流控制技术的研究    徐志英

三相并网逆变器LCL滤波特性分析及控制研究    唐亮

用电信息采集系统实用化关键问题及探讨    夏泽举;

基于SCADA/EMS的负荷实测与网损在线计算的研究与应用    汪永华;王正风;

智能变电站信息一体化平台建设方案研究    黄少雄;黄太贵;李端超;程栩;

智能电网调度运行面临的关键技术研究    王正风;高涛;

智能电网及国内外发展概述    王正风;高涛;

智能电网的进展及关键技术的综述    杨劲松;

无刷直流电动机(BLDCM)转矩脉动抑制的电流跟踪型PWM控制    谢杨梅;

变电站光伏直流系统的研究与应用    林航;陈晓明;

激光基准信标仪的研制    季长路,张家钰

激光基准信标仪中CPU及其控制原理的分析与设计    季长路,张家钰

用电信息采集系统实用化关键问题及探讨    夏泽举;

基于SCADA/EMS的负荷实测与网损在线计算的研究与应用    汪永华;王正风;

智能变电站信息一体化平台建设方案研究    黄少雄;黄太贵;李端超;程栩;

智能电网调度运行面临的关键技术研究    王正风;高涛;

智能电网及国内外发展概述    王正风;高涛;

智能电网的进展及关键技术的综述    杨劲松;

浅析智能电网建设输电环节的关键技术    钱泽文;王克俭;

智能电网技术    刘东尧;

电网三相短路试验与35kV超导限流器限流效果分析    邹立峰;周海;熊志全;司大军;龚伟志;信赢;

分布式电源系统接入影响    陈祥;

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

SOFC固体氧化物燃料电池分布式发电系统仿真及其潮流计算    刘杨华

考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究    钱军

我国太阳能光伏产业投资风险及决策研究    朱震宇

基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究    张红兵

太阳能电动车关键技术研究    李春芳

区域电网智能化发展水平综合评价研究    唐慧

微网多目标优化运行及控制策略研究    崔明勇

电网工程绿色设计集成化管理研究    傅砾

基于酞菁铜的太阳能电池的研究    刘一婷

基于软开关PWM技术的光伏逆变器的研究与设计    曹建

太阳能光伏发电单相并网逆变器研究    李本元

基于ARM7的配电变电所和开闭所RTU研究    张维

基于ARM的SVG型低压无功补偿控制器的研究    张永臣

氧化物半导体的湿化学法制备    贾红

宽频调速系统设计及精度分析    史大伟

光伏发电系统自适应控制研究    李亭

异步电机矢量控制系统研究与实现    李志武

基于解析法的大规模供电系统及电压骤降的可靠性评估    刘秋明

基于模糊神经网络的双电机调速实验系统研究    吕晓

最大电流均流技术及应用    周伟成;周永忠;张海军;马皓;

大功率直流电源并联运行的均流控制    张强;姚绪梁;张敬南;

逆变型分布式电源控制系统的设计    王志群,朱守真,周双喜

三相四线并联APF的电流滞环控制策略分析    乐健;姜齐荣;韩英铎;

PWM整流电路的原理分析    黄海宏;王海欣;张毅;许月霞;

开关电源并联运行及其均流技术    韦聪颖;张波;

开关电源模块并联均流系统的研究    高玉峰;胡旭杰;陈涛;范艳成;

含均流环DC-DC变换器并联系统输出阻抗获取方法的研究    王浩;刘进军;侯丹;

有源滤波器输出电感值的选取方法    谢运祥,朱立新,唐中琦

自动均流原理在集散控制的电源系统中的应用    刘岩,常佶,卢宁芳

基于LCL滤波器的三相三线并网变流器若干关键技术研究    仇志凌

国内外光伏发电的新进展    昌金铭;

基于DSP的三相光伏并网控制器的设计与实现    陈雷;赵艳军;石新春;张玉平;

基于LCL滤波器的双馈风电网侧变换器不同控制结构性能研究    张宪平;李亚西;许洪华;

我国电力电子与电力传动发展的大好机遇    钱照明;

电力行业节能现状与举措    米建华;王卓昆;

高压直流LCC谐振变换器的分析与设计    孙向东,段龙,钟彦儒,金舜

太阳能光伏并网发电系统的研究    王飞,余世杰,苏建徽,沈玉梁

光伏并网发电及无功补偿的统一控制    汪海宁,苏建徽,张国荣,茆美琴,丁明

具有无功补偿功能的单级式三相光伏并网系统    吴理博;赵争鸣;刘建政;王健;袁立强;

LCL滤波的PWM整流器新型控制策略    张宪平;林资旭;李亚西;许洪华;

太阳能光伏并网发电系统的研究    赵为

基于DSP2407的光伏方阵仿真电源的设计与研究    张熙霖

可再生能源并网逆变器的研究    汪飞

逆变器并网孤岛检测技术的研究    奚淡基

智能变电站设备在线监测系统    高明华;王冬;王学峰;张勇;

中国特色架构下的坚强统一智能电网    刘河清;甘龙;

智能电网建设中加强电力需求侧管理研究    林晓明;郭进利;肖勇;

中国特色智能调度的实践与展望    姚建国;严胜;杨胜春;杨志宏;高宗和;

现代通信技术在智能电网中的应用前景    李炎;

智能电网及其关键技术探讨    朱涛;

数字化智能换流站    梁旭明;常乃超;

智能电网建设对中国电力运营模式的影响及政策启示    慈向阳;

电子互感器在智能电网的应用    丁文杰;林中一;邓忠华;王勇;

智能电网中网省调度事故处理协调关系的研究    王健;

智能微电网研究综述    肖朝霞;方红伟;张献;

我国抽水蓄能作用及发展展望    张振有;刘殿海;

基于Markov链的灰色正交化预测模型在智能电网用电量预测中的应用研究    王晓佳;杨善林;王海江;

智能电网示范工程建设技术方案研究    沈鑫;张建伟;张林山;王昕;

光伏发电系统的过去,现在和未来    冯垛生;

低碳经济视角下智能电网与新能源综合利用    孙德强;郑军卫;贾俊松;徐兆辉;张涛;赵凡;

基于本地信息的系统保护    董新洲;丁磊;刘琨;施慎行;王宾;崔柳;薄志谦;

智能电网关键技术探讨    孙振权;刘燕;刘自发;

浅谈智能电网    刘春虎;

智能电网发展现状及前景展望    吕新良;王维超;沙宇恒;

智能电网配用电信息接入与负载调度研究    邓瑞龙

智能电网层次化保护构建模式及关键技术研究    李振兴

面向智能电网的公共信息模型及其若干关键应用研究    曹晋彰

配电快速仿真及其分布式智能系统关键问题研究    徐臣

基于互联网技术的电力系统广域保护通信系统研究    董雪源

电力发展新形势下城市电网多阶段规划研究    贾鸥莎

智能电网低碳效益关键指标选取与评价模型研究    周黎莎

智能工程在智能输电网规划不确定性问题建模中的应用    田建伟

面向智能电网的通信中间件的关键技术研究    毕艳冰

基于广域信息的继电保护及其相关问题研究    王艳

智能电网环境下鄂尔多斯电业局营销策略研究    王林融

智能电网环境中基于动态价格的需求响应策略    王康琪

基于改进量子粒子群算法的智能电网多目标优化规划研究    王世亮

智能化变电站架构及标准化信息平台研究    申屠刚

北京四方公司电网储能业务竞争战略研究    白珂

配电网非健全信息故障诊断及故障处理    赵倩

变电站工程电气监理技术的研究与实践    汪宝明

智能电网技术在用电营销中的应用研究    胡学忠

基于CC1110无线网络智能电网电流监测系统设计    齐飞

基于手机短信的预购电管理终端的研究    王璟