單相小功率光伏并網(wǎng)中孤島效應(yīng)的研究

【摘要】：進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)人類社會(huì)處于生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重被污染、化石能源短缺的狀態(tài)。太陽(yáng)能是一種綠色的可再生能源,光伏發(fā)電與光熱發(fā)電是太陽(yáng)能發(fā)電的主要利用形式,光伏并網(wǎng)發(fā)電具有無(wú)污染、安全可靠等優(yōu)點(diǎn),被人們廣泛運(yùn)用。光伏并網(wǎng)發(fā)電過(guò)程中發(fā)生的孤島效應(yīng)機(jī)率隨之增加,而孤島效應(yīng)產(chǎn)生的危害也越來(lái)越嚴(yán)重,因此解決孤島效應(yīng)問(wèn)題迫在眉睫,尋求快速有效的孤島檢測(cè)方法具有現(xiàn)實(shí)意義。本文主要研究單相小功率光伏并網(wǎng)中產(chǎn)生的孤島效應(yīng)問(wèn)題。 首先本文研究了孤島效應(yīng)發(fā)生的原理、產(chǎn)生的危害以及目前孤島效應(yīng)在國(guó)內(nèi)外的研究狀況和孤島檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。其次,對(duì)比分析了孤島效應(yīng)的主動(dòng)式、被動(dòng)式和其它檢測(cè)方法的原理和優(yōu)缺點(diǎn),為本文采用的主動(dòng)頻率孤島檢測(cè)法、正反饋主動(dòng)頻移孤島檢測(cè)法和主動(dòng)電流擾動(dòng)法孤島檢測(cè)奠定了理論基礎(chǔ)。再次,詳細(xì)討論了這三種方法的工作原理、優(yōu)缺點(diǎn)和盲區(qū)檢測(cè)范圍,通過(guò)M4ATLAB仿真研究發(fā)現(xiàn)：采用主動(dòng)電流擾動(dòng)法在并網(wǎng)逆變器輸出功率大于、等于和小于負(fù)載消耗的功率情況下,能快速地檢測(cè)到孤島狀態(tài),且當(dāng)逆變器單臺(tái)運(yùn)行時(shí)不存在檢測(cè)盲區(qū)。 本文采用STC12C5A162S芯片控制孤島檢測(cè)核心電路,設(shè)計(jì)了交流電壓、電流和頻率檢測(cè)電路、IGBT驅(qū)動(dòng)電路、整流濾波電路,故障檢測(cè)電路、數(shù)碼管顯示控制電路等,編寫了孤島檢測(cè)算法相關(guān)程序和控制流程圖。結(jié)合軟件和硬件設(shè)計(jì),搭建了1000W/220V單相小功率光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),在此系統(tǒng)下完成了單相并網(wǎng)測(cè)試和采用的主動(dòng)電流擾動(dòng)法進(jìn)行孤島效應(yīng)實(shí)驗(yàn),最后總結(jié)全文。 【關(guān)鍵詞】：光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) 孤島效應(yīng) STC芯片 主動(dòng)電流擾動(dòng)法 檢測(cè)盲區(qū)
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 論文選題的背景及意義9-10
• 1.2 孤島效應(yīng)研究10-13
• 1.2.1 孤島效應(yīng)的定義和危害10-11
• 1.2.2 目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于孤島效應(yīng)的研究11-12
• 1.2.3 孤島檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)12-13
• 1.3 研究的內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)分析13-14
• 第二章 孤島效應(yīng)的檢測(cè)方法14-23
• 2.1 孤島效應(yīng)特點(diǎn)分析14-17
• 2.2 被動(dòng)式檢測(cè)方法17-18
• 2.2.1 電壓和頻率檢測(cè)法17
• 2.2.2 電壓諧波檢測(cè)法(HD)17-18
• 2.2.3 電壓相位的改變檢測(cè)方法(PJD)18
• 2.3 主動(dòng)式孤島檢測(cè)法18-22
• 2.3.1 主動(dòng)式的頻率檢測(cè)法(AFD)18-19
• 2.3.2 頻率式的變化檢測(cè)(FJD)19
• 2.3.3 Sandia頻率偏移法19-20
• 2.3.4 Sandia電壓式的孤島檢測(cè)法20
• 2.3.5 滑模頻率偏移法(SMS)20-21
• 2.3.6 自動(dòng)相位偏移法(APSM)21-22
• 2.4 其它孤島檢測(cè)方法22
• 2.4.1 阻抗插入檢測(cè)法22
• 2.4.2 遠(yuǎn)程通訊監(jiān)控手段22
• 2.5 本章小結(jié)22-23
• 第三章 孤島效應(yīng)檢測(cè)方法的仿真研究23-38
• 3.1 主動(dòng)頻率孤島檢測(cè)法23-28
• 3.1.1 主動(dòng)頻率孤島檢測(cè)法原理詳細(xì)分析23-25
• 3.1.2 主動(dòng)頻率偏移法的盲區(qū)分析25-26
• 3.1.3 主動(dòng)頻率孤島檢測(cè)法建模及仿真研究26-28
• 3.2 正反饋主動(dòng)頻移孤島檢測(cè)法28-32
• 3.2.1 正反饋主動(dòng)頻移孤島檢測(cè)法原理詳細(xì)分析28-29
• 3.2.2 正反饋主動(dòng)頻移孤島檢測(cè)法的盲區(qū)分析29-30
• 3.2.3 正反饋主動(dòng)頻移孤島檢測(cè)法建模及仿真研究30-32
• 3.3 主動(dòng)電流擾動(dòng)法孤島檢測(cè)法32-37
• 3.3.1 原理分析32-34
• 3.3.2 主動(dòng)頻率偏移法的盲區(qū)分析34-35
• 3.3.3 主動(dòng)電流擾動(dòng)法孤島檢測(cè)建模及仿真研究35-37
• 3.4 三種方法比較37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第四章 孤島檢測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)38-51
• 4.1 系統(tǒng)總體框圖38
• 4.2 主控制芯片的選擇38-40
• 4.3 控制電路硬件圖40-50
• 4.3.1 電源電路模塊40-41
• 4.3.2 橋式整流和濾波電路41
• 4.3.3 逆變電路41-42
• 4.3.4 驅(qū)動(dòng)電路42-44
• 4.3.5 故障檢測(cè)電路44-46
• 4.3.6 顯示電路46-47
• 4.3.7 交流電流和電壓采樣電路47-49
• 4.3.8 程序下載電路49
• 4.3.9 看門狗電路49-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)51-60
• 5.1 軟件部分51-53
• 5.2 孤島檢測(cè)算法控制模塊53-57
• 5.2.1 主動(dòng)頻率偏移法檢測(cè)模塊53-54
• 5.2.2 正反饋主動(dòng)頻率偏移法模塊54-55
• 5.2.3 主動(dòng)電流擾動(dòng)方法控制模塊55-57
• 5.3 數(shù)據(jù)處理方法57-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 第六章 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析60-76
• 6.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備60-62
• 6.1.1 PCB電路板60
• 6.1.2 搭建并網(wǎng)系統(tǒng)60-62
• 6.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試和結(jié)果分析62-75
• 6.2.1 單相并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試63-70
• 6.2.2 孤島效應(yīng)測(cè)試70-71
• 6.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析71-74
• 6.2.4 與現(xiàn)有產(chǎn)品的對(duì)比分析74-75
• 6.3 本章小結(jié)75-76
• 第七章 總結(jié)與展望76-78
• 7.1 全文總結(jié)76
• 7.2 展望76-78
• 參考文獻(xiàn)78-81
• 附錄81-84
• 致謝84-85
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文85

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一種有效的孤島檢測(cè)盲區(qū)描述方法    劉芙蓉;康勇;段善旭;王輝;王志峰;

主動(dòng)移相式孤島檢測(cè)的一種改進(jìn)的算法    劉芙蓉;康勇;王輝;段善旭;唐愛(ài)紅;

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一種新穎的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)孤島檢測(cè)方法    張超;何湘寧;趙德安;

太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    趙為

太陽(yáng)能孤島效應(yīng)檢測(cè)的綜述    吳芳;韓紅斌;

主動(dòng)頻率漂移法孤島效應(yīng)檢測(cè)分析與優(yōu)化    相海濤;戴衛(wèi)力;蔣海江;嚴(yán)仰光;

基于小波分析的孤島效應(yīng)檢測(cè)方法    祖光鑫;張新宇;佟瑤;任繼紅;王孝余;周柏茹;

光伏發(fā)電與建筑的有機(jī)結(jié)合    王柯;王一彬;

基于周期交替電流擾動(dòng)的孤島檢測(cè)方法    任碧瑩;鐘彥儒;孫向東;同向前;

并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的孤島檢測(cè)    呂振;楊麗;

國(guó)電寧夏平羅光伏電站預(yù)防孤島效應(yīng)的研究    李志強(qiáng);

基于頻差正反饋的孤島效應(yīng)檢測(cè)方法    李秉鍵;吳華波;

光伏系統(tǒng)中孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù)的仿真分析    李瑞;房志軍;

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基于多參數(shù)檢測(cè)法的孤島效應(yīng)檢測(cè)    尤鋆;鄭建勇;

光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中的孤島效應(yīng)仿真研究    陳雷;趙艷軍;王艷玲;

莫忽視困難群體的“孤島效應(yīng)”    吳學(xué)安

探尋文化價(jià)值 打破孤島效應(yīng)    佛山日?qǐng)?bào)記者 曾君蔚

移動(dòng)IP突破網(wǎng)絡(luò)時(shí)代孤島效應(yīng)    陳立新

破除“固化藩籬”的孤島效應(yīng)    本報(bào)評(píng)論員

園區(qū)信息化何時(shí)走出“孤島效應(yīng)”？    顧汶

網(wǎng)絡(luò)“漫游”消除孤島效應(yīng)    華鐘

數(shù)字化建設(shè)遭遇“孤島效應(yīng)”    記者 呂福明

微網(wǎng)系統(tǒng)中孤島效應(yīng)檢測(cè)方法的研究    毛曉坡

北京市城市孤島效應(yīng)及逆變機(jī)理研究    范少鵬

單相小功率光伏并網(wǎng)中孤島效應(yīng)的研究    梁文恒

光伏并網(wǎng)中的孤島效應(yīng)研究    褚小莉

光伏并網(wǎng)系統(tǒng)孤島效應(yīng)檢測(cè)方法的研究    吳炤岑

光伏并網(wǎng)系統(tǒng)孤島效應(yīng)的研究    章成

基于孤島效應(yīng)的小型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)研究    夏一帆

單相光伏并網(wǎng)MPPT及孤島效應(yīng)的研究    孟祥海

光伏系統(tǒng)中的電壓提升與孤島檢測(cè)研究    薄濤

LCL濾波的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)控制及孤島檢測(cè)    張歡