光伏發(fā)電微網(wǎng)控制策略研究

【摘要】：光伏發(fā)電作為一種清潔的可再生能源發(fā)電技術，得到了快速發(fā)展。光伏發(fā)電的功率輸出在很大程度上受制于光照強度等外界環(huán)境因素。隨著光伏發(fā)電在微網(wǎng)中所占容量比重的不斷增大，光伏發(fā)電對微網(wǎng)穩(wěn)定性的影響也越來越大，傳統(tǒng)分布式發(fā)電技術已經(jīng)不能滿足微網(wǎng)的運行要求。針對以上問題，本文提出了一種基于虛擬同步發(fā)電機（Virtual Synchronous Generator，VSG）的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)結構，并設計了系統(tǒng)的控制策略，使得光伏發(fā)電向電網(wǎng)輸送的功率平滑，并對微網(wǎng)體現(xiàn)同步發(fā)電機的特性，根據(jù)負荷的波動，調(diào)節(jié)自身輸出功率，維持系統(tǒng)頻率與電壓穩(wěn)定，有效提高了光伏發(fā)電性能。 首先，本文研究了光伏發(fā)電系統(tǒng)的動態(tài)建模、運行特性及相應的控制策略。介紹了分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的結構和最大功率跟蹤控制策略。 其次，本文結合光伏發(fā)電的功率-電壓特性，設計了一種新型的逆變電源，即虛擬同步發(fā)電機。詳細介紹了虛擬同步發(fā)電機控制原理、系統(tǒng)結構和建模，及其功頻控制器和勵磁控制器的原理和設計方法。 再次，在MATLAB/SIMUlink仿真平臺上搭建了微網(wǎng)仿真模型，分析光伏發(fā)電的功率-電壓特性，通過仿真研究了光伏發(fā)電的運行狀況對微網(wǎng)穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響，接著驗證了基于虛擬同步發(fā)電機的分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)控制策略的功率波動平抑、調(diào)頻調(diào)壓、維持系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。本文對每個仿真算例進行了詳細分析。 【關鍵詞】：光伏發(fā)電 虛擬同步發(fā)電機 功率控制 調(diào)頻調(diào)壓 微網(wǎng)
【學位授予單位】：東北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 課題的背景及意義9-11
• 1.2 課題國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀11-18
• 1.2.1 光伏發(fā)電技術研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 微網(wǎng)控制技術的發(fā)展現(xiàn)狀14-18
• 1.3 課題研究的主要內(nèi)容18-19
• 第2章 光伏發(fā)電基本原理及特性分析19-32
• 2.1 光伏電池的發(fā)電原理19-20
• 2.2 光伏電池工作特性20-21
• 2.3 光伏發(fā)電的數(shù)學等效模型21-24
• 2.4 光伏發(fā)電系統(tǒng)的結構24-26
• 2.5 最大功率跟蹤控制方法26-28
• 2.6 分布式光伏發(fā)電存在的問題28-31
• 2.6.1 基于儲能的光伏發(fā)電微網(wǎng)控制策略29
• 2.6.2 儲能技術在分布式光伏發(fā)電中的應用29-30
• 2.6.3 蓄電池儲能技術在分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應用30-31
• 2.7 本章小結31-32
• 第3章 基于虛擬同步發(fā)電機的光伏系統(tǒng)微網(wǎng)控制策略32-46
• 3.1 虛擬同步發(fā)電機控制策略的理論來源32-34
• 3.2 虛擬同步發(fā)電機的結構34-36
• 3.3 同步發(fā)電機的經(jīng)典數(shù)學模型36-41
• 3.3.1 同步發(fā)電機功頻控制原理38-40
• 3.3.2 虛擬同步發(fā)電機的功頻控制器設計40-41
• 3.4 虛擬同步發(fā)電機勵磁控制器41-45
• 3.4.1 同步發(fā)電機電壓穩(wěn)定控制原理41-44
• 3.4.2 虛擬同步發(fā)電機勵磁控制器設計44-45
• 3.5 本章小結45-46
• 第4章 基于虛擬同步發(fā)電機的光伏系統(tǒng)微網(wǎng)控制仿真46-57
• 4.1 光伏發(fā)電對微網(wǎng)穩(wěn)定性的影響仿真46-49
• 4.1.1 環(huán)境因素對光伏發(fā)電的影響仿真46-48
• 4.1.2 基于虛擬同步發(fā)電機的光伏系統(tǒng)穩(wěn)定性控制策略仿真48-49
• 4.2 基于虛擬同步發(fā)電機的光伏逆變電源控制策略仿真49-55
• 4.2.1 基于虛擬同步發(fā)電機的光伏逆變電源并網(wǎng)控制策略仿真49-52
• 4.2.2 基于虛擬同步發(fā)電機的光伏逆變電源孤島控制策略仿真52-55
• 4.3 本章小結55-57
• 結論57-59
• 參考文獻59-63
• 攻讀學位期間取得的研究成果及發(fā)表的學術論文63-64
• 致謝64

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