基于滑模頻率偏移法的光伏孤島檢測(cè)的研究

【摘要】：隨著日漸發(fā)展的經(jīng)濟(jì)體,現(xiàn)有能源不再滿足當(dāng)前的消耗,所以需要尋找新能源。近年來(lái)太陽(yáng)能的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛,現(xiàn)在光伏發(fā)電也是新興產(chǎn)業(yè)。孤島檢測(cè)是光伏發(fā)電系統(tǒng)中最為重要的問(wèn)題,減小孤島檢測(cè)時(shí)間可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障,或斷路器由于某些原因斷開時(shí),這樣會(huì)造成光伏發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)發(fā)生脫離,從而形成孤島效應(yīng)。當(dāng)發(fā)生孤島效應(yīng)時(shí),如果不能夠快速的檢測(cè)到孤島信號(hào)會(huì)給光伏發(fā)電系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重的危害如:逆變器帶電作業(yè)時(shí),會(huì)對(duì)檢測(cè)人員造成生命危害;逆變器沒有與負(fù)載脫離時(shí),會(huì)對(duì)負(fù)載產(chǎn)生毀滅性的破壞。為了準(zhǔn)確、快速的切除孤島效應(yīng),本文對(duì)孤島信號(hào)的產(chǎn)生和檢測(cè)進(jìn)行相應(yīng)的研究,并通過(guò)相應(yīng)的算法進(jìn)行仿真,更好的防止孤島效應(yīng)的產(chǎn)生。首先,以單相光伏并網(wǎng)發(fā)電最為基礎(chǔ)原理,研究光伏并網(wǎng)過(guò)程中需要的相關(guān)變量,直流/直流(DC/DC)、直流/交流(DC/AC)、LC濾波、電流環(huán)和電壓環(huán)和最大功率點(diǎn)跟蹤等,通過(guò)對(duì)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算,進(jìn)行仿真得出相應(yīng)的波形。其次,在單相光伏并網(wǎng)發(fā)電的基礎(chǔ)上對(duì)三相光伏并網(wǎng)發(fā)電進(jìn)行擴(kuò)展,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的逆變進(jìn)行并網(wǎng)。應(yīng)用滑模頻率漂移檢測(cè)法(Slip-Mode Frequency Shift),介紹SMS孤島檢測(cè)的方式方法并搭建SMS檢測(cè)系統(tǒng)的仿真模型,在仿真中得到SMS檢測(cè)方法對(duì)母線的實(shí)時(shí)檢測(cè)、SMS對(duì)逆變器IPCC的檢測(cè)、SMS對(duì)逆變器UPCC的檢測(cè),當(dāng)發(fā)現(xiàn)孤島信號(hào)時(shí),將其迅速解除電網(wǎng)。最后,為了能夠減小對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率的影響,并快速檢測(cè)出孤島現(xiàn)象,提出了一種新的IM-SMS算法。這種思想,通過(guò)適當(dāng)?shù)倪x取光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出電流偏移的頻率值以及光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出電流在偏移周期的幅度值,相對(duì)減小了光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率的影響。并通過(guò)搭建Matlab/Simulink光伏并網(wǎng)孤島檢測(cè)模型進(jìn)行仿真,并聯(lián)比較IM-SMS算法與SMS算法,表明改進(jìn)后的算法能夠更加準(zhǔn)確、快速的檢測(cè)出孤島信號(hào),并且減小檢測(cè)盲區(qū),從而提高光伏并網(wǎng)發(fā)電的安全性和穩(wěn)定性。 【關(guān)鍵詞】：光伏并網(wǎng)發(fā)電 孤島檢測(cè) 檢測(cè)盲區(qū) 逆變器 SMS
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 太陽(yáng)能發(fā)展概況10-11
• 1.1.1 太陽(yáng)能發(fā)展的背景10
• 1.1.2 太陽(yáng)能發(fā)展的優(yōu)勢(shì)10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外孤島檢測(cè)方法發(fā)展概況11-12
• 1.3 孤島監(jiān)測(cè)方法12-14
• 1.4 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)14-17
• 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容17-18
• 第2章 單相光伏并網(wǎng)設(shè)計(jì)18-34
• 2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)18
• 2.2 系統(tǒng)控制思想18-19
• 2.2.1 光伏并網(wǎng)逆變器的控制方法18-19
• 2.3 系統(tǒng)部分設(shè)計(jì)19-24
• 2.3.1 升壓部分設(shè)計(jì)19-21
• 2.3.2 逆變部分設(shè)計(jì)21-22
• 2.3.3 濾波器設(shè)計(jì)22-24
• 2.4 系統(tǒng)控制數(shù)學(xué)模型24-33
• 2.4.1 電流環(huán)設(shè)計(jì)24-26
• 2.4.2 電壓環(huán)設(shè)計(jì)26-28
• 2.4.3 MPPT設(shè)計(jì)28-30
• 2.4.4 單相并網(wǎng)系統(tǒng)仿真30-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第3章 光伏并網(wǎng)孤島檢測(cè)方法34-43
• 3.1 孤島效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)理34-35
• 3.2 孤島效應(yīng)35
• 3.3 孤島檢測(cè)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和基本原理35-38
• 3.3.1 孤島檢測(cè)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)35-36
• 3.3.2 孤島檢測(cè)的基本原理36-38
• 3.4 孤島檢測(cè)的原理和仿真38-42
• 3.4.1 孤島檢測(cè)方法38
• 3.4.2 滑模頻率漂移檢測(cè)方法38-39
• 3.4.3 SMS算法的參數(shù)選取39
• 3.4.4 SMS檢測(cè)孤島的仿真39-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第4章 對(duì)SMS光伏并網(wǎng)孤島檢測(cè)算法的改進(jìn)43-51
• 4.1 減小盲區(qū)的意義43
• 4.2 SMS算法改進(jìn)及算法實(shí)現(xiàn)43-45
• 4.2.1 改進(jìn)算法原理43
• 4.2.2 算法的參數(shù)優(yōu)化43-45
• 4.3 盲區(qū)分析45
• 4.4 孤島檢測(cè)仿真研究45-50
• 4.5 本章小結(jié)50-51
• 結(jié)論51-52
• 參考文獻(xiàn)52-56
• 致謝56

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