并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)建模及其對(duì)配電網(wǎng)的影響研究

【摘要】：太陽(yáng)能光伏(PV, photovoltaic)是取之不盡用之不竭的,光伏發(fā)電作為眾多可再生能源發(fā)電中的一種,它是有著相當(dāng)多的優(yōu)點(diǎn)的,它不僅能夠?qū)δ茉吹南钠鹬徍偷淖饔?而且還能夠減輕全球環(huán)境污染嚴(yán)重的狀況,同時(shí),還可以使得電力系統(tǒng)的供電可靠性得到大大的提高。光伏發(fā)電技術(shù)在當(dāng)前已經(jīng)被寬泛的使用在各個(gè)相關(guān)的領(lǐng)域中,這也使得光伏發(fā)電在電力系統(tǒng)中的作用得到進(jìn)一步的推動(dòng)。光伏并網(wǎng)發(fā)電已經(jīng)成為當(dāng)前光伏發(fā)電利用的主要形式,但是由于光伏發(fā)電特性呈現(xiàn)隨機(jī)性,輸出不穩(wěn)定,將對(duì)配電系統(tǒng)的原有運(yùn)行方式產(chǎn)生較大影響。探究光伏引入配電網(wǎng)會(huì)給配電網(wǎng)原始的運(yùn)行狀態(tài)帶來(lái)什么樣的變化和問(wèn)題對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)是非常重要的。本文首先對(duì)所建立的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)模型的合理性進(jìn)行了驗(yàn)證,然后對(duì)光伏引入配網(wǎng)系統(tǒng)后給配網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)、靜態(tài)電壓分布和配網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)損耗帶來(lái)的變化和問(wèn)題進(jìn)行了分析。 首先,對(duì)常用的光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了分類,深入闡述了最大功率點(diǎn)跟蹤(Maximum Power Point Tracking)方法,將兩級(jí)能量變換的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)(最大功率點(diǎn)跟蹤的實(shí)現(xiàn)與逆變部分的實(shí)現(xiàn)在層面上是相對(duì)獨(dú)立的)當(dāng)作研究對(duì)象。通過(guò)Matlab軟件中的Simulink平臺(tái),建立了太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)模型,并對(duì)其進(jìn)行了仿真分析,通過(guò)仿真考證了該模型的可行性和合理性。 其次,針對(duì)PV引入后的配電網(wǎng),分別運(yùn)用“負(fù)”負(fù)荷模型算法和“電源”模型算法建立了其穩(wěn)態(tài)電壓分布模型。憑據(jù)所建立的模型,分別從PV的引入位置、引入容量和功率因數(shù)分析了PV引入配電網(wǎng)后對(duì)電壓的分布會(huì)帶來(lái)怎么樣的問(wèn)題和變化；并對(duì)單光伏電源和多光伏電源引入配電網(wǎng)的兩種情況進(jìn)行了詳細(xì)分析,從分析結(jié)果圖可以得出PV對(duì)配電網(wǎng)電壓的具體影響；然后,定義給出了配電網(wǎng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo),從PV的引入位置和引入容量會(huì)給配網(wǎng)系統(tǒng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性帶來(lái)如何的變化進(jìn)行了分析總結(jié)。 最后,將PV引入了傳統(tǒng)配電網(wǎng)模型中,建立了含有PV的配電網(wǎng)模型,從光伏發(fā)電系統(tǒng)引入配電網(wǎng)的位置、引入容量、運(yùn)行功率因數(shù)三個(gè)影響方面來(lái)分析PV的引入對(duì)配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)損耗變化的影響,對(duì)其引入配電系統(tǒng)后網(wǎng)絡(luò)損耗的變化率進(jìn)行了分析,并給出了相應(yīng)的影響結(jié)論。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 配電網(wǎng)模型 最大功率點(diǎn)跟蹤 靜態(tài)電壓穩(wěn)態(tài)指標(biāo) 功率因數(shù)
【學(xué)位授予單位】：山東大學(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9-11
• ABSTRACT11-13
• 第一章 緒論13-17
• 1.1 課題的研究背景和意義13-14
• 1.2 光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展概況14-15
• 1.3 論文主要工作和結(jié)構(gòu)15-17
• 第二章 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)建模與其仿真17-39
• 2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類17-20
• 2.2 光伏陣列建模及其仿真20-27
• 2.2.1 光伏陣列的劃分與特性參數(shù)20-21
• 2.2.2 光伏陣列的數(shù)學(xué)模型21-23
• 2.2.3 光伏陣列模型的建立及仿真研究23-27
• 2.3 典型的最大功率點(diǎn)跟蹤方法27-35
• 2.3.1 間接控制方法28-30
• 2.3.2 直接控制方法30-33
• 2.3.3 人工智能控制方法33-35
• 2.4 無(wú)差拍逆變控制策略35-38
• 2.5 本章小結(jié)38-39
• 第三章 光伏并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)電壓分布的影響39-57
• 3.1 PV電源引入配網(wǎng)后的電壓分布算法研究40-46
• 3.1.1 PV電源引入配網(wǎng)后的電壓分布算法研究40
• 3.1.2 “負(fù)”負(fù)荷模型算法40-43
• 3.1.3 “電源”模型算法43-46
• 3.2 單PV電源引入配電網(wǎng)對(duì)電壓分布的影響46-50
• 3.2.1 PV電源引入位置對(duì)電壓分布的影響分析46-47
• 3.2.2 PV電源容量對(duì)電壓分布的影響47-49
• 3.2.3 PV電源運(yùn)行對(duì)電壓分布的影響分析49-50
• 3.3 多PV電源引入配電網(wǎng)對(duì)電壓分布的影響50-55
• 3.3.1 多PV電源的引入位置對(duì)電壓分布的影響分析51-53
• 3.3.2 多PV電源引入容量對(duì)電壓分布的影響53-55
• 3.4 本章小結(jié)55-57
• 第四章 光伏并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定的影響57-65
• 4.1 配電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)57-59
• 4.2 PV對(duì)配電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性的影響分析59-62
• 4.2.1 PV引入位置對(duì)配電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性的影響60-61
• 4.2.2 PV引入容量對(duì)配電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性的影響分析61-62
• 4.3 本章小結(jié)62-65
• 第五章 光伏并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)的網(wǎng)損影響65-73
• 5.1 配電網(wǎng)的簡(jiǎn)介65-66
• 5.2 PV引入配電網(wǎng)后對(duì)網(wǎng)損的影響分析66-71
• 5.2.1 PV引入位置對(duì)網(wǎng)損的影響67-68
• 5.2.2 PV相對(duì)負(fù)荷的容量對(duì)配電網(wǎng)網(wǎng)損的影響分析68-69
• 5.2.3 PV的運(yùn)行方式對(duì)網(wǎng)損變化的影響69-71
• 5.3 本章小結(jié)71-73
• 第六章 結(jié)論和展望73-75
• 6.1 結(jié)論73-74
• 6.2 展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-80
• 致謝80-81
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文81-82
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表82

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