大型光伏電站并網特性及其控制技術研究

【摘要】：隨著因化石燃料過度消耗而產生的溫室效應成為了全球關注的焦點,我國正在大力推廣利用太陽能等可再生清潔能源的發(fā)電技術。 本論文首先簡述了光伏發(fā)電的原理,介紹了光伏發(fā)電的優(yōu)勢及發(fā)展方向,闡述了國內外光伏發(fā)電技術及光伏并網技術的發(fā)展現狀及前景。鑒于光伏發(fā)電出力的隨機性和不連續(xù)性,最大功率點跟蹤技術(MPPT)一直都是研究重點,隨著光伏發(fā)電技術的發(fā)展,MPPT也為了滿足新的要求而不斷發(fā)展,以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性并且適應各種運行條件。光伏電站并入電網運行會對電網多方面造成影響,例如孤島效應、諧波污染問題、無功補償問題,電壓閃變的問題,本文總結了一些目前用于解決這些問題的方法。逆變器是光伏并網發(fā)電的關鍵技術,在這方面,本文敘述了并網逆變器的功能,拓撲結構的發(fā)展、有待解決的問題以及大型光伏電站并網逆變器的發(fā)展趨勢。 根據目前發(fā)展形勢可知,光伏發(fā)電的并網化和大型化是將來的主要發(fā)展趨勢,提高光伏發(fā)電效率,增加并網容量,都有助于發(fā)展低碳電網。由于光伏發(fā)電的隨機性強,所以本文通過MATLAB/SIMULNIK建造光伏電站的模型,根據真實的環(huán)境數據得出一年中的典型日的光伏發(fā)電輸出特性曲線,并進行了對比分析,隨后還提出了一種大型光伏電站的低碳調度,也是一種最優(yōu)調度。 另一方面,隨著光伏電站的容量不斷增加,并網時需要考慮更多的負面影響,而且還要達到低碳運行的標準,這都對并網逆變器提出了許多新的要求,所以本論文設計出了一種具有MPPT控制、無功及諧波電流補償以及有功控制相結合的大型光伏電站并網逆變器的多模式控制策略,最后通過MATLAB/SIMULNK建模仿真驗證了該逆變器控制策略的可行性及優(yōu)點。 本文還研究了大型光伏電站集中式并網發(fā)電的情況,應用混合型儲能系統(tǒng),使得光伏電站始終向電網輸送穩(wěn)定的電能以進行統(tǒng)一調度,而不是直接向負荷供電。選用由電池和超級電容組合而成混合型儲能系統(tǒng),并提出合適的控制策略以在提供充足電能的同時維持直流公共環(huán)節(jié)的電壓值。選取兩組連續(xù)的環(huán)境數據進行建模仿真,仿真結果驗證了控制策略的正確性,為大型光伏電站并網發(fā)電提供了理論依據。 【關鍵詞】：大型光伏電站 并網逆變器 多模式控制 光伏輸出特性 MPPT 有功控制 無功及諧波電流補償 電池 超級電容
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義10-11
• 1.2 國內外發(fā)展現狀與前景11-13
• 1.2.1 國內11-12
• 1.2.2 國外12-13
• 1.3 本文主要研究內容13-15
• 第2章 大型光伏電站發(fā)電并網的關鍵技術15-24
• 2.1 引言15
• 2.2 最大功率點跟蹤技術15-18
• 2.2.1 恒定電壓法15-16
• 2.2.2 擾動觀測法16-17
• 2.2.3 導納增量法17
• 2.2.4 最大功率點跟蹤的改進算法17-18
• 2.3 并網逆變器的設計18-20
• 2.3.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)對逆變器的要求18-19
• 2.3.2 并網逆變器拓撲結構的發(fā)展19-20
• 2.4 大型光伏電站并網對電網的影響及解決方案20-22
• 2.4.1 孤島效應20-21
• 2.4.2 諧波污染21
• 2.4.3 無功補償問題21-22
• 2.4.4 電壓閃變問題22
• 2.5 本章小結22-24
• 第3章 大型光伏電站發(fā)電并網特性24-32
• 3.1 引言24
• 3.2 光伏陣列模型24-25
• 3.3 大型光伏電站并網系統(tǒng)結構25-27
• 3.4 大型光伏電站在不同環(huán)境下的輸出特性27-29
• 3.4.1 真實環(huán)境數據的處理27
• 3.4.2 建模仿真結果分析27-29
• 3.5 大型光伏電站的低碳調度29-31
• 3.5.1 大型光伏電站的低碳調度流程29-30
• 3.5.2 低碳效益概述30-31
• 3.6 本章小結31-32
• 第4章 并網逆變器多模式控制的實現32-43
• 4.1 引言32
• 4.2 MPPT控制32-33
• 4.3 無功及諧波電流的檢測與補償33-35
• 4.4 有功控制35-38
• 4.4.1 有功控制的原理35-36
• 4.4.2 正負序電壓的檢測36-38
• 4.5 參考電流的合成及逆變器的統(tǒng)一控制38-39
• 4.6 仿真結果分析39-42
• 4.7 本章小結42-43
• 第5章 集中式并網發(fā)電中混合型儲能系統(tǒng)的應用43-54
• 5.1 引言43
• 5.2 系統(tǒng)的建立43-44
• 5.3 儲能設備建模44-46
• 5.3.1 電池44-45
• 5.3.2 超級電容45-46
• 5.4 儲能系統(tǒng)控制策略46-48
• 5.5 仿真結果分析48-52
• 5.5.1 電池充放電性能檢測48-49
• 5.5.2 超級電容充放電性能檢測49-51
• 5.5.3 集中式并網發(fā)電51-52
• 5.6 本章小結52-54
• 第6章 結論與展望54-56
• 6.1 結論54-55
• 6.2 展望55-56
• 參考文獻56-61
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果61-62
• 致謝62

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