光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)及孤島檢測(cè)方法研究

【摘要】：太陽能作為一種綠色能源，是人類取用不竭的可靠能源。大力開發(fā)和利用太陽能是建立起清潔和可持續(xù)發(fā)展能源體系的必由之路。太陽能光伏發(fā)電是利用太陽能最靈活方便的一種方式，近年來在國際上受到廣泛重視并取得了長足進(jìn)展。因此，深入研究光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，對(duì)于節(jié)約常規(guī)能源、保護(hù)環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展都有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。但光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)會(huì)給電網(wǎng)運(yùn)行帶來不利影響。其中光伏發(fā)電最大的技術(shù)挑戰(zhàn)和潛在危險(xiǎn)就是孤島效應(yīng)，因此孤島效應(yīng)的檢測(cè)和防護(hù)是目前頗受關(guān)注的一個(gè)課題。 本文主要研究并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)及并網(wǎng)逆變器的孤島檢測(cè)方法。首先建立了并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的簡化仿真模型，對(duì)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)仿真模型各大部件進(jìn)行了研究與分析。最終選擇了基于電壓型輸入、電流型輸出的DC/AC基本全橋逆變器結(jié)構(gòu)，采用PWM電流控制方法補(bǔ)償電網(wǎng)諧波，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究，為孤島檢測(cè)方法研究打下了很好的基礎(chǔ)。 接著詳細(xì)介紹了被動(dòng)式和主動(dòng)式孤島檢測(cè)方法，對(duì)其檢測(cè)盲區(qū)、可靠性及其是否適用于逆變器并網(wǎng)工作等性能進(jìn)行了詳細(xì)分析。選擇了一種主動(dòng)式孤島檢測(cè)方法--有源頻率偏移法AFD，搭建PV并網(wǎng)模型并加上AFD的算法做孤島檢測(cè)仿真研究，進(jìn)行仿真計(jì)算和測(cè)試。在此基礎(chǔ)上，分析了AFD法存在的檢測(cè)盲區(qū)，以及斬波率cf的取值對(duì)系統(tǒng)的檢測(cè)時(shí)間、系統(tǒng)輸出的電流諧波畸變率(THD)、盲區(qū)(NDZ)大小等特性的影響。 針對(duì)AFD法的缺點(diǎn)本文提出了一種基于q軸電流擾動(dòng)的孤島檢測(cè)方法，通過理論分析和仿真研究驗(yàn)證了這種方法的可行性。該方法具有非常小的檢測(cè)盲區(qū)，并且在電網(wǎng)下運(yùn)行，對(duì)系統(tǒng)的擾動(dòng)非常小，具有良好的電能質(zhì)量，而且一旦產(chǎn)生孤島，q軸電流擾動(dòng)會(huì)使頻率迅速脫離檢測(cè)盲區(qū)，直到觸發(fā)孤島保護(hù)。仿真結(jié)果顯示檢測(cè)時(shí)間小于2s，并且對(duì)電能質(zhì)量幾乎沒有影響，證明了該方法的可行性、快速性和有效性。 【關(guān)鍵詞】：光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) 孤島檢測(cè) 有源頻率偏移法 諧波畸變率 檢測(cè)盲區(qū) q軸電流擾動(dòng)
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 選題的背景和意義10
• 1.2 光伏發(fā)電并網(wǎng)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 光伏發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)的影響12-14
• 1.4 光伏發(fā)電并網(wǎng)孤島效應(yīng)問題14-15
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排15-16
• 第2章 用于孤島效應(yīng)研究的并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)16-28
• 2.1 并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)16-22
• 2.2 光伏逆變器并網(wǎng)控制方法22-25
• 2.2.1 輸出電流控制方法23-25
• 2.3 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)仿真25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 孤島檢測(cè)方法28-42
• 3.1 孤島檢測(cè)必要性28
• 3.2 孤島檢測(cè)基本原理28-30
• 3.3 IEEE 1547 反孤島標(biāo)準(zhǔn)30
• 3.4 孤島檢測(cè)方法概述30-31
• 3.5 被動(dòng)式檢測(cè)方法31-35
• 3.5.1 過/欠頻率和過/欠電壓檢測(cè)法32
• 3.5.2 相角跳變檢測(cè)法(PJD)32-33
• 3.5.3 諧波檢測(cè)法(HD)33-35
• 3.5.4 被動(dòng)式檢測(cè)方法比較35
• 3.6 主動(dòng)式檢測(cè)方法35-41
• 3.6.1 頻率漂移法36-39
• 3.6.2 電壓漂移法39
• 3.6.3 電網(wǎng)阻抗估算法39-40
• 3.6.4 主動(dòng)式檢測(cè)法比較40-41
• 3.7 本章小結(jié)41-42
• 第4章 孤島檢測(cè)頻率偏移法42-53
• 4.1 AFD 法基本原理42-44
• 4.2 AFD 法孤島檢測(cè)結(jié)構(gòu)圖44
• 4.3 AFD 法仿真44-48
• 4.3.1 仿真負(fù)載參數(shù)設(shè)置45-46
• 4.3.2 仿真結(jié)果46-48
• 4.4 AFD 法特性分析48-51
• 4.4.1 檢測(cè)盲區(qū)48-51
• 4.4.2 輸出電流諧波影響51
• 4.5 AFD 法存在的缺點(diǎn)51
• 4.6 本章小結(jié)51-53
• 第5章 基于 q 軸電流擾動(dòng)的孤島檢測(cè)方法53-59
• 5.1 孤島檢測(cè)分析53-55
• 5.2 q 軸電流擾動(dòng)法55-56
• 5.3 q 軸電流擾動(dòng)法仿真分析56-57
• 5.4 本章小結(jié)57-59
• 總結(jié)與展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-66
• 致謝66-67
• 附錄 A67

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