太陽能微電網(wǎng)與市政電力聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)研究

【摘要】：隨著煤、石油、天然氣等化石能源的日益枯竭及環(huán)境污染的日漸嚴重，必須大規(guī)模開發(fā)利用太陽能等可再生清潔能源。然而，隨著傳統(tǒng)可逆流并網(wǎng)方式的推廣，越來越多大規(guī)模、大容量的分布式電源接入電力系統(tǒng)，將傳統(tǒng)無源配電網(wǎng)絡轉(zhuǎn)變?yōu)橛性淳W(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)，潮流的方向也將發(fā)生根本性的變化，這些變化嚴重影響了配電網(wǎng)的安全運行。雖然2013年年初部分地區(qū)的電網(wǎng)公司已經(jīng)允許家庭光伏并網(wǎng)發(fā)電，但是國家還沒有出臺相關(guān)文件解決上網(wǎng)電價的問題，因此，光伏發(fā)電技術(shù)還需要進一步發(fā)展。 太陽能微電網(wǎng)無逆流的并網(wǎng)方式給太陽能的利用開辟了新的思路。這種供電方式不需要蓄電池等儲能裝置，不僅避免了蓄電池污染環(huán)境、轉(zhuǎn)換效率低等問題，而且可以保證光伏發(fā)電“即發(fā)即用，優(yōu)先使用”，保證太陽能發(fā)出的電能優(yōu)先供應，市政電網(wǎng)中的電能作為補充的應用方式，這種應用方式不改變配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)及潮流的方向，通過微電網(wǎng)對光伏發(fā)電和負載的管理[40]，消除光伏并網(wǎng)對傳統(tǒng)大電網(wǎng)的影響，更好的促進了新能源利用的前景。結(jié)合這種特點，本文提出了一種基于無逆流運行的太陽能微電網(wǎng)與市政電力聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)，并對聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)的運行方式、控制策略及關(guān)鍵技術(shù)進行了深入的研究。 本文詳細介紹了目前國內(nèi)外太陽能微電網(wǎng)接入配電網(wǎng)運行的研究現(xiàn)狀，參照我國國家標準化管理委員會發(fā)布的《光伏系統(tǒng)并網(wǎng)的技術(shù)要求》，對微電網(wǎng)中太陽能發(fā)電等微型電源的三種控制策略進行了比較分析，提出了本設計系統(tǒng)運行的技術(shù)指標。給出了聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)，其中，主電路包括直流升壓電路、逆變電路、防逆流控制電路和輸出濾波電路；控制電路包括主控單元、采樣檢測電路、外部驅(qū)動電路、串口通信電路、供電電源電路以及數(shù)模AD轉(zhuǎn)換電路。該系統(tǒng)不僅能保證了光伏發(fā)電的最大輸出，而且實現(xiàn)了無逆功率，即可保證負載的可靠供電，又避免對市政電網(wǎng)的影響。 本文采用MATLAB軟件對三相逆變電路進行仿真，所編寫的程序能夠得出三相交流電的波形，當負載突然變化時，系統(tǒng)可以迅速協(xié)調(diào)各自的功率輸出，保證負載工作的可靠性和穩(wěn)定性。 【關(guān)鍵詞】：微電網(wǎng) 市政電力 聯(lián)網(wǎng)運行 可逆流 光伏發(fā)電
【學位授予單位】：湖北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 第1章 引言9-18
• 1.1 課題研究的背景及意義9-11
• 1.2 太陽能微電網(wǎng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 太陽能微電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)發(fā)展前景14-16
• 1.3.1 太陽能微電網(wǎng)的接入對市政電力的影響15
• 1.3.2 太陽能微電網(wǎng)亟待發(fā)展15-16
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容16-18
• 第2章 無逆流聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)理論研究18-28
• 2.1 無逆流聯(lián)網(wǎng)運行的技術(shù)要求與控制目標18-21
• 2.1.1 無逆流聯(lián)網(wǎng)運行的技術(shù)標準18-20
• 2.1.2 無逆流聯(lián)網(wǎng)運行的控制目標20-21
• 2.2 太陽能微電網(wǎng)運行的關(guān)鍵技術(shù)21-23
• 2.3 基于微電網(wǎng)運行的微型電源的控制策略23-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 無逆流聯(lián)網(wǎng)控制裝置主電路設計28-43
• 3.1 控制裝置的整體設計28-29
• 3.2 直流控制單元的設計29-30
• 3.3 逆變控制單元的設計30-38
• 3.3.1 逆變電路參數(shù)設計和器件選型31-33
• 3.3.2 功率開關(guān)器件 PM75RLA120 模塊33-35
• 3.3.3 PM75RLA120 的外部驅(qū)動電路35-37
• 3.3.4 PM75RLA120 的吸收電路37-38
• 3.4 防逆流控制單元設計38-39
• 3.5 濾波電路設計39-42
• 3.5.1 LCL 型濾波電路分析40-42
• 3.5.2 LCL 濾波電路的參數(shù)設計42
• 3.6 本章小結(jié)42-43
• 第4章 無逆流聯(lián)網(wǎng)控制裝置控制電路設計43-53
• 4.1 主控芯片的選擇及其最小系統(tǒng)設計43-46
• 4.2 串口通訊電路設計46-47
• 4.3 系統(tǒng)供電電源模塊47-48
• 4.4 采樣電路及 AD 轉(zhuǎn)換電路的設計48-52
• 4.4.1 采樣檢測電路48-51
• 4.4.2 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路51-52
• 4.5 本章小結(jié)52-53
• 第5章 控制系統(tǒng)軟件設計與仿真分析53-63
• 5.1 軟件系統(tǒng)的構(gòu)成53-57
• 5.1.1 主程序53-56
• 5.1.2 中斷服務程序設計56-57
• 5.2 鎖相環(huán)軟件實現(xiàn)57-58
• 5.3 SPWM 波形調(diào)制58-60
• 5.4 仿真建模60-61
• 5.5 仿真結(jié)果與分析61-62
• 5.6 本章小結(jié)62-63
• 第6章 總結(jié)與展望63-65
• 6.1 本文研究總結(jié)63-64
• 6.2 未來工作展望64-65
• 參考文獻65-68
• 致謝68-69
• 附錄 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文目錄69

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