大型光伏電站仿真建模

【摘要】：大型光伏電站并網(wǎng)會改變電網(wǎng)潮流分布和系統(tǒng)電壓,影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行；同時用戶負荷變化、短路故障等暫態(tài)條件會改變光伏電站的輸出特性。因此,必須建立光伏電站穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)分析模型,研究光伏電站與電力系統(tǒng)之間的交互影響。本文首先介紹了大型光伏電站組成結(jié)構(gòu)以及與分布式光伏系統(tǒng)的區(qū)別；給出了電站詳細功率模型,闡述了發(fā)電單元潮流計算模型的三個研究要點；分析了光伏電站對公共連接點(PCC)電壓和無功的影響,根據(jù)電站無功電壓控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),使用逆變器、SVG、變壓器等設(shè)備,基于變電站九區(qū)圖控制原理,以PCC電壓和功率因數(shù)為控制目標,針對PQ和PV型光伏電站提出了對應的無功電壓控制策略,搭建大型光伏電站穩(wěn)態(tài)分析仿真模型,仿真結(jié)果驗證了所提方法的正確性和實用性。其次,針對某30MW光伏電站進行設(shè)備選型和一次設(shè)計。主要包括電池組件類型、容量、串并聯(lián)個數(shù)及組合、陣列支架安裝方式的確定,逆變器類型、容量、控制策略、濾波器的選擇,匯流箱、直流配電柜、交流配電柜、變壓器、集電線路等元件的配型；比較分析光伏電站不同并網(wǎng)結(jié)構(gòu)、升壓方式和入網(wǎng)電壓等級的優(yōu)缺點,結(jié)合周邊電網(wǎng)的實際狀況,確定光伏電站一次主接線設(shè)計。最后,按照系統(tǒng)的設(shè)備配置與并網(wǎng)設(shè)計方案,搭建了大型光伏電站詳細仿真模型?；诘刃г瓌t,考慮研究內(nèi)容的不同,給出了用于暫態(tài)分析的光伏電站整體等效模型,以及忽略光伏陣列內(nèi)部結(jié)構(gòu)和MPPT控制過程的直流側(cè)等效型光伏電站模型。通過模擬短路故障、光照強度突變等條件,研究所建模型的暫態(tài)變化過程。 【關(guān)鍵詞】：大型光伏電站 模型 電壓控制 一次設(shè)計 暫態(tài)分析
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 緒論16-23
• 1.1 課題研究背景和意義16
• 1.2 全球光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀16-20
• 1.2.1 世界光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀16-19
• 1.2.2 中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀19-20
• 1.3 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)簡介20-21
• 1.3.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)20
• 1.3.2 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)分類20-21
• 1.4 光伏電站模型研究現(xiàn)狀21-22
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容22-23
• 第二章 大型并網(wǎng)光伏電站穩(wěn)態(tài)分析模型23-48
• 2.1 概述23
• 2.2 大型光伏電站簡介23-25
• 2.2.1 大型并網(wǎng)光伏電站結(jié)構(gòu)23-24
• 2.2.2 大型光伏電站和分布式光伏系統(tǒng)區(qū)別24-25
• 2.3 大型并網(wǎng)光伏電站功率模型25-31
• 2.3.1 光伏電池組件功率模型25-27
• 2.3.2 光伏陣列功率模型27-28
• 2.3.3 逆變器功率模型28-29
• 2.3.4 大型光伏電站功率模型29-31
• 2.4 大型光伏電站潮流計算模型31-33
• 2.4.1 發(fā)電單元在潮流計算中節(jié)點等效32
• 2.4.2 發(fā)電單元在潮流計算中節(jié)點類型轉(zhuǎn)化32-33
• 2.4.3 發(fā)電單元出力模型的確定33
• 2.5 大型光伏電站無功電壓控制33-47
• 2.5.1 光伏電站對PCC影響34-35
• 2.5.2 光伏電站無功電壓控制目標35-36
• 2.5.3 光伏電站無功電壓控制設(shè)備36-37
• 2.5.4 光伏電站無功電壓控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)37-38
• 2.5.5 光伏電站無功電壓控制策略38-41
• 2.5.6 仿真算例分析41-47
• 2.6 本章小結(jié)47-48
• 第三章 大型光伏電站系統(tǒng)配置與設(shè)計48-70
• 3.1 概述48
• 3.2 光伏陣列設(shè)計48-54
• 3.2.1 光伏電池組件技術(shù)參數(shù)48-50
• 3.2.2 光伏電池組件選型50-51
• 3.2.3 光伏陣列中電池組件個數(shù)確定51-53
• 3.2.4 光伏陣列支架安裝方式53-54
• 3.3 逆變器設(shè)計54-60
• 3.3.1 光伏逆變器分類54-55
• 3.3.2 逆變器的技術(shù)參數(shù)55-56
• 3.3.3 逆變器控制56-58
• 3.3.4 逆變器選型58-59
• 3.3.5 濾波器選型59-60
• 3.4 大型光伏電站系統(tǒng)設(shè)備選型及一次設(shè)計60-69
• 3.4.1 光伏電站系統(tǒng)主要設(shè)備選型60-66
• 3.4.2 光伏電站電氣一次設(shè)計66-69
• 3.5 本章小結(jié)69-70
• 第四章 大型光伏電站暫態(tài)分析模型70-88
• 4.1 概述70
• 4.2 光伏發(fā)電單元仿真模型70-77
• 4.2.1 光伏陣列仿真模型70-72
• 4.2.2 逆變器控制結(jié)構(gòu)仿真模型72-74
• 4.2.3 常規(guī)型光伏發(fā)電單元仿真模型74-75
• 4.2.4 直流側(cè)等效型光伏發(fā)電單元仿真模型75-77
• 4.3 大型光伏電站詳細仿真模型77-78
• 4.4 大型光伏電站整體等效仿真模型78-81
• 4.5 光伏電站暫態(tài)特性分析81-87
• 4.5.1 短路暫態(tài)分析81-86
• 4.5.2 光照強度變化暫態(tài)分析86-87
• 4.6 本章小結(jié)87-88
• 第五章 總結(jié)與展望88-90
• 5.1 全文工作總結(jié)88
• 5.2 未來工作展望88-90
• 參考文獻90-95
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文95

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