安多100kWp独立运行光伏发电系统暂态稳定性分析

【摘要】： 本文从独立运行的光伏发电系统在运行中存在的问题出发，分析该类系统的 结构和运行方式的特点，判断系统中存在问题的性质。以建成运行的西藏安多地 区的100kWp独立光伏电站为具体研究对象，结合研究电力系统的方法，判断光 伏系统中存在的因带负荷投入运行而产生的电压不稳定的问题，为电力系统暂态 稳定性问题。并且进一步分析得出，产生这种问题的主要原因是系统内的无功功 率的不平衡。 通过对问题的性质的分析，并结合光伏发电系统的自身特点，选择采用时域 数值仿真计算的方法分析独立运行的光伏发电系统的暂态稳定性问题。并选择 Matlab的Simulink电力系统软件包作为仿真计算的平台，实现仿真计算。结合 电力系统分析中的瞬时无功功率的概念，分析无功功率的流动对系统带来的影 响。 在理论分析基础上，搭建了简单的以逆变器为核心的实验系统，验证采用这 种分析方法对独立运行光伏发电系统存在问题的分析的正确性。针对系统的稳定 性问题，论文最后提出添加适当的无功功率补偿设备，是解决建成系统中这一问 题的现实可行的方法。而在未来该类系统的设计过程中，在分析系统的无功负荷 基础上，合理的分布负荷，并在计算后适当添加一定的无功补偿设备，是提高独 立运行光伏发电系统稳定性、改善系统运行性能的有效手段。 【关键词】：独立运行光伏发电系统 暂态稳定性 时域数值仿真 瞬时无功功率 无功补偿
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（电工研究所）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TM61
【目录】：

• 第一章 概述7-12
• 1.1 课题背景7-9
• 1.2 国内外研究现状9-10
• 1.3 课题方案选取10-11
• 1.4 课题主要工作11-12
• 第二章 独立运行光伏发电系统的稳定性问题12-30
• 第一节 光伏系统介绍和独立光伏系统12-20
• 2.1.1 太阳能光伏发电技术12-16
• 2.1.2 独立运行光伏发电系统16-20
• 第二节 独立运行光伏发电系统的稳定性问题20-30
• 2.2.1 电力系统的稳定性20-23
• 2.2.2 以安多系统为例的独立运行光伏发电系统存在的问题描述23-26
• 2.2.3 电力系统暂态稳定性问题与安多系统的问题界定26-28
• 2.2.4 独立运行光伏发电系统暂态稳定性问题的提出28-30
• 第三章 采用时域数值计算和瞬时无功功率理论的独立运行光伏发电系统暂态稳定性问题分析30-44
• 第一节 无功功率对独立运行光伏发电系统的稳定性的影响30-35
• 3.1.1 无功功率的概念和其对电力系统的影响30-33
• 3.1.2 无功功率与独立运行光伏发电系统33-35
• 第二节 瞬时无功功率理论及其在电力系统暂态稳定性问题分析的应用35-38
• 3.2.1 瞬时无功功率的基本概念35-37
• 3.2.2 应用瞬时无功功率分析独立运行光伏发电系统的暂态稳定性问题37-38
• 第三节 应用时域数值计算的方法分析独立运行光伏发电系统暂态稳定性38-44
• 3.3.1 电力系统暂态稳定性分析的直接法38-39
• 3.3.2 电力系统暂态稳定性的时域数值计算法39-41
• 3.3.3 两种分析方法的比较41-42
• 3.3.4 独立运行光伏发电系统暂态稳定性分析方法选择42
• 3.3.5 独立运行光伏发电系统暂态稳定性问题的原因和分析方法选择42-44
• 第四章 应用Matlab的独立运行光伏发电系统暂态稳定性分析44-58
• 第一节 Matlab的Simulink电力系统仿真44-47
• 4.1.1 Matlab软件及其Simulink模块的基本介绍44-45
• 4.1.2 Simulink的电力系统仿真计算软件包45-47
• 第二节 应用Simulink的独立运行光伏发电系统暂态稳定性的时域数值仿真47-58
• 4.4.1 独立运行光伏发电系统的仿真模型的搭建47-51
• 4.2.2 时域仿真计算时域的选择和仿真算法的选择51-54
• 4.2.3 结合瞬时无功功率理论的独立运行光伏发电系统仿真54-58
• 第五章 小系统实验验证和无功补偿58-73
• 第一节 节能灯负载特性实验58-60
• 5.1.1 实验目的58
• 5.1.2 实验原理58-59
• 5.1.3 实验结果与分析59-60
• 第二节 逆变器带重比率负载投切实验60-67
• 5.2.1 实验目的60
• 5.2.2 实验设备60-61
• 5.2.3 实验原理61-62
• 5.2.4 实验结果62-65
• 5.2.5 实验结果分析65-67
• 第三节 系统改善方案与无功功率补偿67-73
• 5.3.1 几种解决问题的方法68
• 5.3.2 无功功率补偿68-73
• 第六章 结论73-75
• 参考文献75-78
• 论文答辩说明78

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