光伏微網(wǎng)逆變電源控制策略及應(yīng)用的研究

【摘要】：光伏發(fā)電作為最有前景的新能源發(fā)電方式,近年來一直得到大力的支持和推廣。光伏發(fā)電一般通過并網(wǎng)向用戶提供電能。但是,隨著這種分布式電源接入電網(wǎng)的數(shù)量越來越多,將會對傳統(tǒng)的輻射狀配電網(wǎng)產(chǎn)生本質(zhì)性的變化,給電力系統(tǒng)的安全運行帶來了很大的威脅。微電網(wǎng)技術(shù)是由分布式電源和負荷組成的小型智能電力系統(tǒng),它不僅具備分布式發(fā)電的優(yōu)點,而且它對現(xiàn)有配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)不會造成影響,可以更好地發(fā)揮新能源發(fā)電的優(yōu)點。本文以光伏逆變電源為研究對象,對其在微電網(wǎng)環(huán)境中的控制策略及應(yīng)用展開了研究。 本文首先對光伏發(fā)電和微電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展情況做了簡要介紹,更進一步歸納了現(xiàn)有微電網(wǎng)的控制結(jié)構(gòu)和并網(wǎng)策略,并對現(xiàn)有微電網(wǎng)的不足進行了分析,通過對比分析光伏微網(wǎng)逆變電源與電網(wǎng)中的同步發(fā)電機性能上的不同,得出了光伏逆變電源過流能力差,容量小,慣性小等缺點。因此本文借鑒同步發(fā)電機工作原理,提出虛擬同步發(fā)電機概念,通過模擬同步發(fā)電機的數(shù)學(xué)模型和電氣方程來構(gòu)建光伏微網(wǎng)逆變電源的模型,從而使光伏微網(wǎng)逆變電源具有與同步發(fā)電機相似的外特性；根據(jù)微網(wǎng)在并網(wǎng)運行和孤島運行時對光伏微網(wǎng)逆變電源的技術(shù)要求,本文依據(jù)虛擬同步發(fā)電機的控制原理,設(shè)計了光伏微網(wǎng)逆變電源的功頻控制器和勵磁控制器,使其可以實現(xiàn)頻率、電壓、功率的穩(wěn)定。為了改善微網(wǎng)在負載變動時引起的頻率不穩(wěn)定,本文提出了一種在可使頻率快速穩(wěn)定的可變虛擬慣量策略,該策略通過實時改變虛擬轉(zhuǎn)動慣量值來快速使頻率的振蕩得到衰減。在MATLAB/SIMUlink環(huán)境中搭建光伏微網(wǎng)逆變電源的仿真模型來驗證所提出策略的有效性。最后對一臺10kW光伏微網(wǎng)逆變器進行了硬件選型和軟件設(shè)計。仿真和實驗結(jié)果表明,基于虛擬同步發(fā)電機策略的光伏微網(wǎng)逆變電源,可以滿足微電網(wǎng)并網(wǎng)運行和孤島運行時對光伏微網(wǎng)逆變電源的技術(shù)要求。 【關(guān)鍵詞】：微電網(wǎng) 光伏逆變電源 虛擬同步發(fā)電機 功頻控制器 勵磁控制器 可變虛擬慣量策略
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 1 緒論14-30
• 1.1 課題的背景及研究意義14-15
• 1.2 光伏發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢15-20
• 1.2.1 國內(nèi)外光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀15-19
• 1.2.2 光伏發(fā)電的趨勢19-20
• 1.3 微電網(wǎng)簡介及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀20-28
• 1.3.1 微電網(wǎng)典型控制結(jié)構(gòu)20-23
• 1.3.2 微電網(wǎng)常用接口策略23-25
• 1.3.3 微電網(wǎng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀25-28
• 1.4 本文所做的主要工作28-30
• 2 微網(wǎng)環(huán)境下的光伏逆變電源30-40
• 2.1 光伏微網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的組成30-32
• 2.1.1 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)30-31
• 2.1.2 光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)31
• 2.1.3 光伏微網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)31-32
• 2.2 光伏電池的模型32-33
• 2.3 光伏逆變電源的最大功率點跟蹤方法33-37
• 2.4 光伏逆變電源的并網(wǎng)控制策略37-38
• 2.5 儲能系統(tǒng)38
• 2.6 本章小結(jié)38-40
• 3 微電網(wǎng)環(huán)境下光伏逆變電源的控制策略40-56
• 3.1 虛擬同步發(fā)電機的結(jié)構(gòu)40-43
• 3.1.1 虛擬同步發(fā)電機概念40-41
• 3.1.2 虛擬同步發(fā)電機數(shù)學(xué)模型41-43
• 3.2 虛擬同步發(fā)電機功頻控制器設(shè)計43-47
• 3.2.1 電力系統(tǒng)中調(diào)速器工作原理43
• 3.2.2 虛擬同步發(fā)電機功頻控制器設(shè)計43-44
• 3.2.3 VSG一次調(diào)頻44-45
• 3.2.4 VSG二次調(diào)頻45-47
• 3.3 VSG勵磁控制器設(shè)計47-50
• 3.3.1 同步發(fā)電機勵磁控制器原理47-49
• 3.3.2 VSG勵磁控制器設(shè)計49-50
• 3.4 微電網(wǎng)頻率穩(wěn)定的可變虛擬慣量控制策略50-54
• 3.5 本章小結(jié)54-56
• 4 光伏微網(wǎng)逆變電源的仿真研究56-64
• 4.1 光伏微網(wǎng)逆變電源仿真模型56-59
• 4.1.1 VSG逆變電源組成56
• 4.1.2 VSG建模及算法實現(xiàn)56-58
• 4.1.3 VSG控制器建模58-59
• 4.2 VSG與同步發(fā)電機性能對比分析59-60
• 4.3 微網(wǎng)逆變電源并網(wǎng)運行分析60-61
• 4.4 微網(wǎng)逆變電源孤島運行仿真61-62
• 4.5 本章小結(jié)62-64
• 5 微網(wǎng)逆變電源的軟硬件設(shè)計64-80
• 5.1 主電路硬件設(shè)計65-66
• 5.1.1 逆變模塊選型65-66
• 5.1.2 網(wǎng)側(cè)濾波電感設(shè)計66
• 5.2 控制電路硬件設(shè)計66-69
• 5.2.1 DSP控制電路設(shè)計66-67
• 5.2.2 電網(wǎng)電壓檢測電路67
• 5.2.3 電流檢測及保護電路67-68
• 5.2.4 逆變模塊驅(qū)動電路68-69
• 5.3 輔助電源設(shè)計69-70
• 5.4 微網(wǎng)逆變電源軟件設(shè)計70-75
• 5.4.1 主程序流程圖70-71
• 5.4.2 PWM定時中斷服務(wù)程序71-73
• 5.4.3 VSG算法實現(xiàn)73
• 5.4.4 鎖相環(huán)程序73-75
• 5.5 系統(tǒng)實驗75-78
• 5.6 本章小結(jié)78-80
• 6 總結(jié)與展望80-82
• 6.1 本文主要結(jié)論80-81
• 6.2 今后工作展望81-82
• 參考文獻82-86
• 致謝86-88
• 作者簡介88

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻來了解更多相關(guān)內(nèi)容

分布式發(fā)電供能系統(tǒng)若干問題研究    王成山;王守相;

微網(wǎng)實驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征及控制模式分析    王成山;楊占剛;王守相;車延博;

低壓微網(wǎng)綜合控制策略設(shè)計    牟曉春;畢大強;任先文;

微電網(wǎng)電源的虛擬慣性頻率控制策略    杜威;姜齊榮;陳蛟瑞;

基于分布式電源的微網(wǎng)技術(shù)    趙宏偉;吳濤濤;

分布式發(fā)電對配電網(wǎng)線路保護影響的分析    孫鳴;余娟;鄧博;

微電網(wǎng)孤島運行時的頻率控制策略    楊向真;蘇建徽;丁明;杜燕;

基于電壓源逆變器的微電網(wǎng)控制策略    紀明偉;張興;楊淑英;

新型電網(wǎng)-微電網(wǎng)(Microgrid)研究綜述    盛鹍;孔力;齊智平;裴瑋;吳漢;息鵬;

微電網(wǎng)實踐與發(fā)展思考    沈沉;吳翔宇;王志文;趙敏;黃秀瓊;

基于MATLAB的Buck/Boost直流變換器仿真    韓學(xué)民;

基于MATLAB的TCR-TSC型無功補償裝置(SVC)仿真研究    孫楷淇;

雙環(huán)模糊調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計與仿真研究    張春,郭興眾

一種反饋式組合機構(gòu)的運動分析及其仿真    高洪,呂新生

在負功率下四象限變頻器的DTC直接轉(zhuǎn)矩控制的應(yīng)用    劉春英;朱兵;

電機和電力拖動控制系統(tǒng)課程虛擬實驗的開發(fā)    汪小平;洪乃剛;范國偉;

變量施藥系統(tǒng)電機調(diào)速的仿真研究    韋韞;邵陸壽;

交流變頻調(diào)速中的直流制動    周小群

基于數(shù)字控制單相PFC系統(tǒng)的研究    莫麗琴;

仿真技術(shù)在電氣信息類專業(yè)中的應(yīng)用    楊增植;

基于MATLAB的TCR-TSC型無功補償裝置(SVC)仿真研究    孫楷淇;

基于STM32純電動汽車電驅(qū)控制研究    胡偉明;

基于起停式飛剪矢量控制系統(tǒng)的研究    陳秀;劉勇夫;冀曉童;高揚;徐青;王輝;

無軸承異步電機轉(zhuǎn)子磁場定向控制研究    朱熀秋;李烽;潘偉;孫曉東;

無軸承永磁薄片電機試驗平臺及驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計    朱通;朱熀秋;孫永波;郝曉紅;

關(guān)聯(lián)電力大系統(tǒng)的非線性分散控制    孫妙平;年曉紅;

永磁同步電動機負載轉(zhuǎn)矩觀測器數(shù)字化實現(xiàn)研究    王應(yīng)海;張好明;丁慎平;

基于損耗模型和模糊搜索的異步電機最優(yōu)效率控制方法    虞正民;顏文俊;包哲靜;

基于霍爾元件的永磁同步直線電機伺服控制系統(tǒng)    劉星橋;韓輝;鮑豐亮;

On the Topological Characteristics of Power Grids with Distributed Generation    

開關(guān)磁阻電機在船舶電力推進中的應(yīng)用研究    許愛德

SOFC固體氧化物燃料電池分布式發(fā)電系統(tǒng)仿真及其潮流計算    劉楊華

變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)故障特性與保護技術(shù)研究    撖奧洋

受端系統(tǒng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定機理研究    仲悟之

電網(wǎng)可靠性評估方法及可靠性基礎(chǔ)理論研究    汪隆君

多直流饋入受端交流電網(wǎng)繼電保護動作特性研究    張璞

基于輸出預(yù)測和LMI方法的電力系統(tǒng)廣域阻尼控制研究    羅珂

新型磁通切換型磁阻電機系統(tǒng)的分析、設(shè)計與控制研究    王道涵

LCC-SPRC高壓高頻大功率電除塵電源的理論分析與功率參數(shù)設(shè)計    劉軍

大型壓水堆核電站接入電網(wǎng)的理論和技術(shù)研究    施希

基于DSP+FPGA的永磁同步電動機伺服驅(qū)動器研究    凌剛

立式刨切機機構(gòu)設(shè)計優(yōu)化    于張喜

基于EKF無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)的研究    田恩國

短路限流器在礦山供電系統(tǒng)中的應(yīng)用研究    蘇靜

基于FPGA的跑步機變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計研究    高圓圓

電流型Z源逆變器主電路控制策略研究    翟清震

二維轉(zhuǎn)臺控制系統(tǒng)    魏光宇

兆瓦級風機變槳系統(tǒng)研究    李文博

船模自航試驗遙控測試研究    秦余鋼

船舶直驅(qū)式容積控制液壓舵機系統(tǒng)的分析與設(shè)計    韓洪祥

基于改進擾動觀察法的光伏陣列最大功率點跟蹤    劉邦銀;段善旭;劉飛;徐鵬威;

基于分散邏輯的UPS逆變電源并聯(lián)控制技術(shù)    段善旭,劉邦銀,康勇,陳堅

復(fù)雜擴展式電力系統(tǒng)功率頻率動態(tài)過程分析    韓英鐸;閔勇;洪紹斌;

分布式發(fā)電及其對電力系統(tǒng)的影響    梁才浩,段獻忠

分布式發(fā)電對配電網(wǎng)電壓分布的影響    王志群,朱守真,周雙喜,黃仁樂,王連貴

計及分布式發(fā)電的配電系統(tǒng)隨機潮流計算    王成山;鄭海峰;謝瑩華;陳愷;

含有分布式發(fā)電裝置的電力系統(tǒng)研究綜述    王建;李興源;邱曉燕;

配電網(wǎng)擴展規(guī)劃中分布式電源的選址和定容    王成山;陳愷;謝瑩華;鄭海峰;

計及分布式發(fā)電的配電網(wǎng)多目標電壓優(yōu)化控制    石嘉川;劉玉田;

微電網(wǎng)研究綜述    魯宗相;王彩霞;閔勇;周雙喜;呂金祥;王云波;

太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    趙為

分布式電源接入系統(tǒng)的研究    胡成志

中國微網(wǎng)標準體系研究    韓奕;張東霞;胡學(xué)浩;梁才浩;程軍照;梁惠施;

高滲透率下大電網(wǎng)應(yīng)對微網(wǎng)接入的策略    撖奧洋;鄧星;文明浩;李惠宇;陳曉燕;

微網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運行控制    楊仁花;黃偉;關(guān)麗;劉令富;

微網(wǎng)研究綜述    王志霞;張會民;田偉;

儲能系統(tǒng)改善微網(wǎng)動態(tài)性能的研究    魯貽龍;王斌;曹祖亮;

基于不同控制策略的微網(wǎng)仿真    歐陽翚;牛銘;

微網(wǎng)控制綜述    徐衛(wèi)文;

微網(wǎng)并網(wǎng)時的經(jīng)濟運行研究    習朋;李鵬;劉金鑫;

微網(wǎng)并網(wǎng)運行方式的探討    楊琳;晁勤;常喜強;孫誼媊;黃凈;

國內(nèi)最大的水光互補微網(wǎng)電站年底發(fā)電    

微網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運行控制    楊仁花;黃偉;劉令富;

微網(wǎng)運行控制技術(shù)的研究    張昱;廖威;馬早康;

光伏微網(wǎng)控制技術(shù)研究    嚴玉廷;盧勇;

云電科技園智能微網(wǎng)研究    嚴玉廷;蘇適;

微網(wǎng)運行控制技術(shù)的研究    張昱;廖威;馬早康;

云電科技園智能微網(wǎng)研究    嚴玉廷;蘇適;

云電科技園智能微網(wǎng)研究    嚴玉廷;蘇適;

園區(qū)級微網(wǎng)設(shè)計集成技術(shù)及其應(yīng)用    嚴玉廷;蘇適;

園區(qū)級微網(wǎng)設(shè)計集成技術(shù)及其應(yīng)用    嚴玉廷;蘇適;

智能微網(wǎng)中恒進線功率控制的設(shè)計及應(yīng)用    蘇適;翟偉翔;

明確我國微網(wǎng)發(fā)展研究方向    程軍照

微博火了，微信火了，下一個會是微網(wǎng)嗎？    何曉亮

473個微網(wǎng)格織出安全生產(chǎn)“防火墻”    記者 周和平 實習生 劉練

方正視頻以“微網(wǎng)”拯救帶寬    本報記者 沈力鈞

微網(wǎng)激活視頻應(yīng)用    陳翔

南麂微網(wǎng)示范工程通過“863”評審    陳小敏

微網(wǎng)推動新能源發(fā)展    辛義

微網(wǎng)創(chuàng)始人張曉崧談微網(wǎng)前景——人人希望擁有別墅    何君

匯碼平臺微網(wǎng)站 服務(wù)三農(nóng)新經(jīng)濟    

玉樹建成我國最大規(guī)模水光互補微網(wǎng)電站    記者 賈明

微網(wǎng)實驗系統(tǒng)研究    楊占剛

微網(wǎng)能量優(yōu)化管理若干問題研究    徐立中

分布式發(fā)電與微網(wǎng)系統(tǒng)多目標優(yōu)化設(shè)計與協(xié)調(diào)控制研究    王瑞琪

微網(wǎng)控制及小信號穩(wěn)定性分析與能量管理策略    蘇玲

微網(wǎng)能量管理與優(yōu)化設(shè)計研究    劉夢璇

微網(wǎng)發(fā)電技術(shù)若干問題研究    范元亮

基于分布式發(fā)電的微網(wǎng)智能優(yōu)化控制策略研究    李福東

微網(wǎng)控制及運行特性分析    肖朝霞

光伏微網(wǎng)的發(fā)電預(yù)測與能量管理技術(shù)研究    陳昌松

微網(wǎng)運行和電能質(zhì)量控制研究    彭雙劍

基于不同結(jié)構(gòu)的微網(wǎng)運行控制策略研究    牛銘

微網(wǎng)公共信息模型研究    施琳

微網(wǎng)系統(tǒng)運行控制策略的仿真分析    歐陽翚

微網(wǎng)故障分析與保護策略研究    何鑫

基于混成控制理論的微網(wǎng)友好并網(wǎng)研究    傅傳宗

微網(wǎng)供能系統(tǒng)交易及優(yōu)化綜合評價方法研究    何子君

多微網(wǎng)接入控制策略研究    朱仁潔

微網(wǎng)的控制策略研究    呂殿君

承載微網(wǎng)控制的蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究    閆彥含

微網(wǎng)實驗系統(tǒng)的分析與設(shè)計    石立國