微電網(wǎng)中光伏逆變器協(xié)調(diào)補(bǔ)償策略研究

【摘要】：社會(huì)對能源的需求和因化石能源過度使用引起的環(huán)境問題之間的矛盾,使得新能源發(fā)電被日益重視。光伏發(fā)電由于能量充足且受地域影響較小,是目前分布式發(fā)電中極具代表性的一種。但是分布式電源大規(guī)模的并網(wǎng)給傳統(tǒng)電網(wǎng)帶來了很大的影響,而以微電網(wǎng)形式接入大電網(wǎng)是解決新能源并網(wǎng)的有效途徑。因此,研究光伏發(fā)電系統(tǒng)并入微電網(wǎng)時(shí)的控制具有很重要的意義。 在直流側(cè)沒有安裝蓄電池的情況下,光伏電池是光伏發(fā)電系統(tǒng)唯一的功率發(fā)生源,因此當(dāng)陰雨天和晚上時(shí)光伏發(fā)電系統(tǒng)將停止供電。微網(wǎng)中的光伏系統(tǒng)在這些時(shí)段處于閑置狀態(tài),系統(tǒng)利用率低,在晝夜交替的情況下每天都會(huì)重復(fù)從微網(wǎng)中解列和并列,對光伏系統(tǒng)造成很大影響,系統(tǒng)使用壽命縮短。為了解決這一問題,在本文中提出一種新的控制方法,在正常情況下當(dāng)光伏系統(tǒng)發(fā)電時(shí),能同時(shí)發(fā)出有功和補(bǔ)償系統(tǒng)無功,當(dāng)光照強(qiáng)度很低時(shí),仍能對系統(tǒng)內(nèi)的無功負(fù)載進(jìn)行補(bǔ)償。 本文做了以下工作： 1、建立光伏電池工程模型,最大功率跟蹤采用擾動(dòng)觀察法。在Matlab/Simulink中搭建了4kW光伏電池最大功率跟蹤模型。 2、提出在光伏并網(wǎng)發(fā)電的同時(shí)對電網(wǎng)負(fù)載進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)。本文基于瞬時(shí)無功功率理論,利用dq坐標(biāo)變換實(shí)現(xiàn)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)三相逆變電流的解耦控制。在dq坐標(biāo)上分別對逆變器輸出電流有功分量和無功分量進(jìn)行調(diào)節(jié),使得系統(tǒng)在輸出有功同時(shí)補(bǔ)償電網(wǎng)無功。 3、建立V/f控制模型,V/f控制作為微電網(wǎng)孤島模式下主控微源的控制策略?；诠夥孀兤鞯娜萘?設(shè)計(jì)一種協(xié)調(diào)控制策略,使光伏逆變器在不同光照強(qiáng)度下,可在容量范圍內(nèi)根據(jù)負(fù)載無功的變化輸出無功,超出光伏逆變器無功補(bǔ)償范圍的由主控微源提供?；谝陨峡刂撇呗源罱ㄎ⒕W(wǎng)仿真模型,對微網(wǎng)的各種工況進(jìn)行了仿真分析。 4、用逆變器部分補(bǔ)償負(fù)載無功的方法檢測孤島,通過仿真驗(yàn)證該方法的有效性。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 瞬時(shí)無功功率理論 無功補(bǔ)償 協(xié)調(diào)控制 孤島檢測
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TM464;TM615
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 課題研究背景及意義11-12
• 1.2 現(xiàn)有光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)存在的不足12-13
• 1.3 電網(wǎng)系統(tǒng)的無功需求與補(bǔ)償13-15
• 1.3.1 電網(wǎng)電能質(zhì)量對無功的標(biāo)準(zhǔn)要求13
• 1.3.2 電網(wǎng)負(fù)載對無功的需求13-14
• 1.3.3 電網(wǎng)中的無功質(zhì)量問題14
• 1.3.4 無功補(bǔ)償?shù)姆椒?/span>14-15
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 光伏電池的建模與控制17-31
• 2.1 光伏電池工作原理17-18
• 2.2 光伏電池建模18-23
• 2.2.1 光伏電池?cái)?shù)學(xué)模型18-19
• 2.2.2 光伏電池仿真模型19-21
• 2.2.3 光伏電池仿真分析21-23
• 2.3 光伏電池最大功率點(diǎn)跟蹤控制23-30
• 2.3.1 最大功率跟蹤原理24-26
• 2.3.2 最大功率跟蹤控制實(shí)現(xiàn)26-27
• 2.3.3 光伏電池最大功率跟蹤仿真分析27-30
• 2.4 小結(jié)30-31
• 第3章 具有無功補(bǔ)償功能的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)31-47
• 3.1 無功功率理論的研究31-33
• 3.1.1 平均功率理論31-32
• 3.1.2 瞬時(shí)無功功率理論32-33
• 3.1.3 兩者比較分析33
• 3.2 基于瞬時(shí)無功功率理論的無功電流檢測方法33-35
• 3.3 系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)35-46
• 3.3.1 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)35-36
• 3.3.2 逆變器的調(diào)制技術(shù)36-40
• 3.3.3 交流側(cè)LC濾波器的設(shè)計(jì)原則40
• 3.3.4 仿真分析模型40-41
• 3.3.5 仿真結(jié)果與分析41-46
• 3.4 小結(jié)46-47
• 第4章 微電網(wǎng)協(xié)調(diào)無功控制47-60
• 4.1 V/f控制47-51
• 4.2 微網(wǎng)中光伏逆變器輸出無功分量的控制51-52
• 4.3 仿真分析52-59
• 4.4 小結(jié)59-60
• 第5章 含光伏系統(tǒng)的微電網(wǎng)孤島檢測方法60-67
• 5.1 孤島檢測標(biāo)準(zhǔn)60-61
• 5.2 孤島檢測電路與原理61-62
• 5.3 微網(wǎng)檢測孤島方法62-64
• 5.4 基于無功補(bǔ)償?shù)墓聧u檢測方法64-66
• 5.5 小結(jié)66-67
• 結(jié)論與展望67-69
• 致謝69-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果73

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