大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)諧振現(xiàn)象分析

【摘要】：大型光伏電站通常建在遠(yuǎn)離負(fù)荷中心、光照資源豐富的荒漠地區(qū)，光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)過長距離輸電線路與負(fù)荷連接，當(dāng)變壓器與長距離輸電線路等構(gòu)成電網(wǎng)阻抗較大時(shí)，易引起大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生諧振現(xiàn)象，造成系統(tǒng)出現(xiàn)諧振過電壓、過電流等問題，威脅著系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，本文以大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)為研究對象，以提高大型光伏電站的系統(tǒng)穩(wěn)定性和并網(wǎng)電能質(zhì)量為研究目標(biāo)，探索大型光伏電站與電網(wǎng)之間的諧振機(jī)理。在建立大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，探討光伏電站容量、電網(wǎng)阻抗等參數(shù)對系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響，提出大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性判定方法，研究抑制諧振引發(fā)系統(tǒng)不穩(wěn)定問題的逆變器控制策略，為大型光伏電站的發(fā)展及其推廣應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。論文研究內(nèi)容主要包括： 1）建立大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)等效電路模型：對于大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)建模主要可以劃分為輸電網(wǎng)絡(luò)建模和逆變器建模兩部分，分別建立輸電網(wǎng)絡(luò)和大型光伏電站兩個(gè)子系統(tǒng)的等效模型后獲得大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)等效模型。對于升壓變壓器以及長距離輸電線路構(gòu)成的輸電網(wǎng)絡(luò)建模，通常采用線性無源二端網(wǎng)絡(luò)表示。然后，采用降階建模法將直流側(cè)電壓假定為常數(shù)，忽略逆變器直流側(cè)電容后建立并網(wǎng)光伏逆變器的等效電路模型。最后，結(jié)合由無源二端網(wǎng)絡(luò)表示的輸電網(wǎng)絡(luò)等效模型以及整個(gè)大型光伏電站的等效電路模型，形成大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的等效電路模型。 2）大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的諧振現(xiàn)象研究：在建立大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)等效電路模型基礎(chǔ)上，本文主要針對大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中的諧振現(xiàn)象進(jìn)行深入研究，在考慮分裂變壓器等效電感及電網(wǎng)阻抗情況下，深入分析大型光伏電站與電網(wǎng)之間的諧振交互式影響，探討系統(tǒng)諧振引發(fā)的不穩(wěn)定現(xiàn)象。本文首先分析大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)諧振問題對系統(tǒng)諧波含量的影響，推導(dǎo)大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)阻抗穩(wěn)定性判據(jù)，然后采用根軌跡分析了各參數(shù)對大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響。 3）光伏并網(wǎng)系統(tǒng)諧振抑制策略研究：由于電網(wǎng)阻抗會(huì)導(dǎo)致光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中光伏電站與電網(wǎng)之間的諧振交互式影響，嚴(yán)重時(shí)甚至造成系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作，因此如何對光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中的諧振現(xiàn)象進(jìn)行有效抑制是目前國內(nèi)外專家的研究熱點(diǎn)。本文從簡單的單臺(tái)光伏逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的諧振現(xiàn)象分析出發(fā)，采用基于狀態(tài)反饋的極點(diǎn)配置策略對系統(tǒng)中的諧振現(xiàn)象進(jìn)行了有效抑制，并通過仿真驗(yàn)證了極點(diǎn)配置策略對諧振抑制的有效性。 【關(guān)鍵詞】：大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng) 電網(wǎng)阻抗 諧振 極點(diǎn)配置
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 課題研究背景與意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析9-14
• 1.2.1 大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)建模9-10
• 1.2.2 大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)諧振機(jī)理分析10-12
• 1.2.3 大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)諧振抑制策略12-14
• 1.3 論文的結(jié)構(gòu)安排14-16
• 2 大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)概述與建模16-26
• 2.1 大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)概述16-19
• 2.1.1 大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)16-17
• 2.1.2 大功率逆變器控制策略17-19
• 2.2 大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)建模19-25
• 2.2.1 輸電網(wǎng)絡(luò)建模19-21
• 2.2.2 大型光伏電站建模21-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 3 大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)諧振機(jī)理研究26-45
• 3.1 電網(wǎng)阻抗對大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)諧波含量影響26-30
• 3.1.1 電網(wǎng)阻抗對大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)諧波含量影響26-28
• 3.1.2 仿真分析28-30
• 3.2 大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)阻抗穩(wěn)定性判據(jù)30-36
• 3.2.1 并網(wǎng)交互系統(tǒng)的阻抗穩(wěn)定性判據(jù)31-32
• 3.2.2 大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)阻抗穩(wěn)定性判據(jù)32-35
• 3.2.3 仿真分析35-36
• 3.3 基于根軌跡的大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性判別法36-43
• 3.3.1 基于根軌跡的大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性判別法37-41
• 3.3.2 仿真分析41-43
• 3.4 本章小結(jié)43-45
• 4 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)諧振抑制策略45-52
• 4.1 單臺(tái)光伏逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)諧振分析45-47
• 4.2 基于狀態(tài)反饋極點(diǎn)配置的電流環(huán)控制器設(shè)計(jì)47-50
• 4.3 仿真分析50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 5 總結(jié)與展望52-54
• 致謝54-55
• 參考文獻(xiàn)55-60
• 附錄60
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文60
• B. 作者在攻讀學(xué)位期間申請的專利60
• C. 作者在攻讀學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目60

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