微電網(wǎng)中光伏發(fā)電控制技術(shù)的研究

【摘要】： 大量分布式發(fā)電接入電力系統(tǒng)將會對大電網(wǎng)的運行產(chǎn)生很大的影響。以微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式接入電力系統(tǒng)不僅可以解決分布式發(fā)電的大規(guī)模接入問題,而且可以充分發(fā)揮分布式發(fā)電的各項優(yōu)勢。由于光伏發(fā)電被公認為是眾多分布式能源中最理想的可再生能源,因此研究光伏發(fā)電在微電網(wǎng)中的控制技術(shù)具有十分重要的意義。 傳統(tǒng)的光伏發(fā)電控制策略已不適用于微電網(wǎng)靈活的運行要求,因此本文著重研究了光伏發(fā)電在微電網(wǎng)中的控制策略。根據(jù)微電網(wǎng)運行特點,利用下垂特性思想采用了一種新型并網(wǎng)變換器控制策略。在微電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)模式下,光伏發(fā)電前級采取MPPT控制達到最大功率輸出,后級逆變器采用基于下垂特性的PQ控制策略使得有功、無功獨立可控；在微電網(wǎng)孤島模式下,光伏發(fā)電前級按照負荷需求采取限功率控制輸出功率,后級逆變器采用基于下垂特性的V／f控制策略實現(xiàn)負荷功率的合理分配。這種控制策略可以實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)在微電網(wǎng)不同模式下的穩(wěn)定運行。 通過PSIM軟件建立微電網(wǎng)仿真模型,針對微電網(wǎng)從聯(lián)網(wǎng)到孤島的過渡過程、從孤島到聯(lián)網(wǎng)的過渡過程、微電網(wǎng)孤島運行模式、以及當光伏電池受到光照強度和溫度變化影響時的光伏發(fā)電的運行特性進行了仿真分析,仿真結(jié)果驗證了控制策略的正確性和有效性。搭建了基于DSP的兩級式光伏發(fā)電系統(tǒng)實驗平臺,光伏發(fā)電系統(tǒng)前級BOOST電路采用擾動觀察法和限功率的擾動觀察法分別實現(xiàn)了最大功率點跟蹤控制和限功率控制,同時對光伏發(fā)電系統(tǒng)后級逆變器運行進行了實驗研究。 【關(guān)鍵詞】：微電網(wǎng) 下垂特性 光伏發(fā)電 PQ控制 V/f控制
【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 分布式發(fā)電系統(tǒng)8-9
• 1.1.1 分布式發(fā)電的意義8
• 1.1.2 分布式發(fā)電并網(wǎng)的難點8-9
• 1.2 微電網(wǎng)研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 微電網(wǎng)的概念9-10
• 1.2.2 國內(nèi)外微電網(wǎng)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 光伏發(fā)電的應(yīng)用11
• 1.4 論文選題的背景和意義11-12
• 1.5 本文所作的主要工作12-14
• 2 微電網(wǎng)中光伏發(fā)電系統(tǒng)控制策略14-32
• 2.1 光伏電池的原理及工作特性14-15
• 2.2 傳統(tǒng)光伏發(fā)電控制策略不適用于微電網(wǎng)運行15-16
• 2.2.1 傳統(tǒng)光伏發(fā)電逆變器控制策略不適用于微電網(wǎng)運行15-16
• 2.2.2 傳統(tǒng)光伏發(fā)電輸出功率控制策略不適用于微電網(wǎng)運行16
• 2.3 現(xiàn)有的微電網(wǎng)中光伏發(fā)電逆變器控制策略16-20
• 2.3.1 根據(jù)電源的類型逆變器采用不同的控制策略17-18
• 2.3.2 分布式電源逆變器多環(huán)反饋控制策略18-19
• 2.3.3 基于虛擬同步發(fā)電機思想的逆變器控制策略19-20
• 2.4 基于下垂特性的微電網(wǎng)光伏發(fā)電逆變器控制策略20-27
• 2.4.1 基于下垂特性的V/f控制策略21-23
• 2.4.2 基于下垂特性的PQ控制策略23-24
• 2.4.3 PQ和V/f綜合控制策略24-26
• 2.4.4 預同步控制策略26
• 2.4.5 微電網(wǎng)的平滑切換控制策略26-27
• 2.5 微電網(wǎng)中光伏發(fā)電系統(tǒng)控制策略27-31
• 2.5.1 聯(lián)網(wǎng)運行模式光伏發(fā)電控制策略28-30
• 2.5.2 孤島運行模式光伏發(fā)電控制策略30
• 2.5.3 直流側(cè)電壓的控制策略30-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 3 微電網(wǎng)中光伏發(fā)電運行特性仿真分析32-45
• 3.1 光伏發(fā)電后級逆變器仿真模型32-33
• 3.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)后級逆變器運行仿真分析33-39
• 3.2.1 微電網(wǎng)從聯(lián)網(wǎng)到孤島的過渡過程35-37
• 3.2.2 微電網(wǎng)從孤島到聯(lián)網(wǎng)的過渡過程37-38
• 3.2.3 微電網(wǎng)孤島模式運行特性分析38-39
• 3.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)運行仿真分析39-44
• 3.3.1 微電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)模式下光伏發(fā)電運行特性40-43
• 3.3.2 微電網(wǎng)孤島模式下光伏發(fā)電運行特性43-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 4 微電網(wǎng)中光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計45-54
• 4.1 控制系統(tǒng)設(shè)計45-46
• 4.2 硬件設(shè)計46-47
• 4.2.1 采樣濾波及調(diào)理電路設(shè)計46
• 4.2.2 IGBT隔離、驅(qū)動電路的設(shè)計46-47
• 4.3 軟件設(shè)計47-51
• 4.3.1 DC/DC變換器控制部分軟件設(shè)計47-48
• 4.3.2 DC/AC變換器控制部分軟件設(shè)計48-49
• 4.3.3 功率計算方法49-51
• 4.4 實驗結(jié)果及分析51-53
• 4.4.1 前級BOOST電路功率控制算法實驗結(jié)果分析51-52
• 4.4.2 后級逆變器運行實驗結(jié)果分析52-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 5 結(jié)論與展望54-55
• 5.1 本文的結(jié)論54
• 5.2 展望研究54-55
• 致謝55-56
• 參考文獻56-59
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文情況59

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