弱電網情況下光伏發(fā)電系統(tǒng)運行分析與控制研究

【摘要】：光伏并網發(fā)電系統(tǒng)的設計及控制參數整定都是基于理想并網條件，并未考慮電網阻抗的影響。而對于光伏發(fā)電系統(tǒng)通過較長的輸電線路、多級升壓接入地區(qū)電網或以分布式發(fā)電系統(tǒng)直接接入配電網的現實場景，此時電網阻抗不能忽略，如何分析電網阻抗對光伏發(fā)電系統(tǒng)運行性能影響，如何提高光伏發(fā)電系統(tǒng)接入弱電網時的運行穩(wěn)定性，是光伏發(fā)電研究領域的重要課題。 本文分別分析了光伏電池陣列外特性等效方法、并網光伏逆變系統(tǒng)數學模型、控制策略及控制器參數的設計，在此基礎上利用PSCAD/EMTDC仿真軟件，搭建了單級式三相并網光伏發(fā)電系統(tǒng)仿真分析模型，為后續(xù)研究工作提供了實證基礎。 本文建立了電網阻抗、控制策略及其參數與控制性能之間的聯(lián)系，構建了基于Nyquist穩(wěn)定判據的并網光伏發(fā)電變系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析方法，分析了電網阻抗對既有控制策略及控制參數下并網光伏發(fā)電系統(tǒng)相位裕量的影響。 針對強電網條件下設計的并網光伏發(fā)電系統(tǒng)接入弱電網時會遇到控制性能變差、甚至出現運行不穩(wěn)定等問題，本文提出了一種根據電網電抗大小改進系統(tǒng)控制器增益的控制參數整定方法，以提高并網光伏發(fā)電系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。設計算例和仿真結果驗證了理論分析及參數整定方法的有效性和可行性。 【關鍵詞】：弱電網 光伏發(fā)電系統(tǒng) 穩(wěn)定性 控制策略 參數整定
【學位授予單位】：東北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 課題背景11-12
• 1.2 國內外光伏發(fā)電發(fā)展現狀12-17
• 1.2.1 國外發(fā)展現狀12-14
• 1.2.2 國內發(fā)展現狀14-15
• 1.2.3 弱電網情況下光伏逆變系統(tǒng)研究現狀15-17
• 1.3 本文主要工作及創(chuàng)新點17-18
• 1.3.1 本文主要工作17
• 1.3.2 本文創(chuàng)新點17-18
• 第2章 單級式三相并網光伏發(fā)電系統(tǒng)建模18-37
• 2.1 單級式三相并網光伏系統(tǒng)結構18-19
• 2.2 光伏電池的建模與端口特性分析19-23
• 2.2.1 光伏電池的建模19-21
• 2.2.2 光伏電池輸出特性分析21-23
• 2.3 MPPT 算法研究23-28
• 2.3.1 恒定電壓跟蹤法（CVT)24-25
• 2.3.2 電導增量法25-26
• 2.3.3 CVT 和電導增量法相結合的變步長 MPPT 控制法26-28
• 2.4 單級式 LCL 型三相光伏逆變器建模28-33
• 2.4.1 并網光伏逆變器拓撲結構及數學模型28-31
• 2.4.2 并網光伏逆變系統(tǒng)的控制策略31-33
• 2.5 電流內環(huán)和電壓外環(huán)控制器參數的設計33-36
• 2.5.1 電流內環(huán)控制器參數的設計33-35
• 2.5.2 電壓外環(huán)控制器參數的設計35-36
• 2.6 本章小結36-37
• 第3章 弱電網下光伏并網發(fā)電系統(tǒng)運行分析及控制研究37-46
• 3.1 弱電網及等效分析模型37-38
• 3.2 弱電網情況下并網點諧波對控制的影響38-39
• 3.3 弱電網情況下光伏并網系統(tǒng)穩(wěn)定性分析39-43
• 3.3.1 奈氏判據及相對穩(wěn)定性分析39-40
• 3.3.2 電網阻抗對并網光伏發(fā)電系統(tǒng)控制的影響40-43
• 3.4 弱電網下控制器參數調整方法43-44
• 3.5 改進型光伏系統(tǒng)控制策略44-45
• 3.6 本章小結45-46
• 第4章 光伏并網發(fā)電系統(tǒng)仿真算例分析46-65
• 4.1 強電網下光伏并網發(fā)電系統(tǒng)的仿真分析46-54
• 4.1.1 電流內環(huán)控制的仿真分析47-49
• 4.1.2 電壓外環(huán)控制的仿真分析49-51
• 4.1.3 光伏并網發(fā)電系統(tǒng)的仿真分析51-54
• 4.2 弱電網下并網光伏逆變系統(tǒng)仿真分析54-64
• 4.2.1 并網點電壓畸變對并網光伏系統(tǒng)控制性能的影響54-57
• 4.2.2 電網電阻對并網光伏系統(tǒng)控制性能的影響57-58
• 4.2.3 電網電抗對并網光伏系統(tǒng)控制性能的影響58-63
• 4.2.4 改進型 MPPT 算法對光伏系統(tǒng)控制性能的影響63-64
• 4.3 本章小結64-65
• 結論65-66
• 參考文獻66-71
• 攻讀學位期間取得的研究成果及發(fā)表的學術論文71-72
• 致謝72

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