大型光伏电站接入电网的技术和特性研究

【摘要】：世界范围的环境污染和能源危机为新能源产业的发展提供了契机,而新能源中的太阳能更是凭借其可再生、分布广、无污染等优势获得了普通关注。其中光伏电站作为一种环境友好、能缓解电力系统现有的用电压力、能有效提高供电可靠性的发电方式,正迅速得到发展。本文针对光伏电站接入电网的技术和特性进行了研究和分析。本文的主要内容包括 1)介绍了光伏电站的结构和特点;由光伏电池的等值电路引出仿真中使用的光伏方阵的数学模型,并对光伏方阵的特性进行分析。 2)介绍了并网逆变器的结构和功能;详细阐述了光伏电站接入电网的关键技术,包括逆变控制策略,最大功率点跟踪方法及孤岛检测技术等。其中,详细介绍了逆变控制策略中的电流内环线性化,电压功率外环PI控制的双闭环控制,最大功率点跟踪方法中的电导增量法和孤岛检测技术中的主动移频法,为仿真研究光伏电站接入电网的关键技术提供了理论基础。 3)以PSCAD/EMTDC为仿真平台,建模研究了理论分析中阐述的光伏电站接入电网的各项关键技术,并对相关的仿真波形进行了分析,为进一步模拟实际光伏电站接入电网后动态响应特性提供了基础。 4)以PSCAD/EMTDC为仿真平台,搭建了实际光伏电站接入配电网的仿真模型,仿真模拟了光伏电站在常见故障及外部因素(温度、辐照度)突然变化下的动态响应特性;并以接入点的电压暂态特性为主要考虑因素,仿真研究光伏电站接入电网时接入点选择的问题,为深入探讨、分析光伏电站接入电网后对电网的影响以及研究、制定有效的应对策略提供了条件。 【关键词】：PSCAD/EMTDC 光伏电站 接人电网 光伏方阵 关键技术 逆变器控制 最大功率点跟踪 孤岛检测 主动频移法 动态响应 特性 电压暂态 接入点
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM615
【目录】：

• 致谢6-8
• 摘要8-10
• Abstract10-14
• 第一章 绪论14-23
• 1.1 本课题的背景和意义14-15
• 1.2 光伏发电的国内外发展概况15-18
• 1.2.1 国外发展概况15-16
• 1.2.2 国内发展概况16-18
• 1.3 光伏电站的结构和特点18-21
• 1.3.1 光伏电站的结构和分类18-20
• 1.3.2 并网光伏电站的特点20-21
• 1.4 本文所做的工作21-23
• 第二章 光伏方阵的建模和特性23-32
• 2.1 光伏电池的等值电路23-25
• 2.2 光伏方阵的数学建模25-28
• 2.3 光伏方阵的特性分析28-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第三章 光伏电站接入电网的关键技术32-56
• 3.1 光伏并网逆变器的拓扑结构和功能32-34
• 3.2 逆变控制策略34-41
• 3.2.1 逆变控制策略介绍34-38
• 3.2.2 控制策略仿真38-41
• 3.3 最大功率点跟踪策略41-47
• 3.3.1 最大功率点跟踪简介41-45
• 3.3.2 最大功率点跟踪技术仿真45-47
• 3.4 孤岛检测技术47-55
• 3.4.1 孤岛检测技术简介及重要性47-49
• 3.4.2 孤岛检测技术仿真49-55
• 3.5 本章小结55-56
• 第四章 光伏电站接入电网的动态响应特性56-79
• 4.1 光伏电站接入电网的模型56-59
• 4.2 正常运行状态下整个系统的响应特性59-61
• 4.3 常见故障下光伏电站接入电网的响应特性61-69
• 4.3.1 接入点处三相接地短路61-62
• 4.3.2 接入点处单相接地短路62-64
• 4.3.3 接入点处两相接地短路64-65
• 4.3.4 接入点处两相不接地短路65-67
• 4.3.5 常见故障下响应特性的比较分析67-69
• 4.4 外部条件变化下的光伏电站接入电网的响应特性69-73
• 4.4.1 温度快速变化下的动态响应特性69-71
• 4.4.2 辐照度快速变化下的动态响应特性71-73
• 4.5 考虑电网电压暂态的光伏电站接入点选择73-77
• 4.6 本章小结77-79
• 第五章 总结与展望79-82
• 5.1 全文总结79-81
• 5.2 研究工作展望81-82
• 参考文献82-87
• 作者简历87
• 攻读硕士学位期间发表和录用的论文87

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