并网光伏特性及其对电网影响研究

【摘要】：随着并网光伏发电装机容量的不断增长,并网光伏逐渐成为光伏发电的主要发展方向。光伏并网的数量越来越大,随之而来的问题也越来越多,人们投入更多的关注到并网光伏中。本文在太阳电池的发电原理、太阳电池输出特性、最大功率点跟踪以及逆变器工作原理的基础上进行深入分析和研究,并且利用MATLAB软件建立并网光伏模型。根据太阳电池理论模型和工程用数学模型,建立基于环境温度和辐照度变化的太阳电池仿真模型,运行仿真模型,得出太阳电池输出特性曲线。通过分析光伏系统最大功率点跟踪控制方法中传统扰动观测法,提出了既提高系统效率又增加系统稳定性的改进扰动观测法,并且建立仿真模型,仿真结果证明,本文改进扰动观测法在MPPT过程中更加高效、稳定。在研究光伏并网逆变器的拓扑结构、数学模型的基础上,建立基于电压定向的矢量控制策略的simulink仿真模型。并且利用已建立的太阳电池仿真模型与改进扰动观测法仿真模型建立并网系统仿真模型,仿真表明,本文搭建的逆变器模型具有良好的输出电压、电流特性,能实现并网功能。最后深入研究分析并网光伏系统的孤岛效应及低电压穿越两大特性,以云南师范大学120KW光伏幕墙项目为实例系统,分析光伏电站入网、离网对电网电能质量的影响。把实例系统与系统仿真模型进行对比分析,证明系统仿真模型与实例系统有一定的相似性,并且利用系统仿真模型对并网光伏系统进行深入的仿真分析,近似得出在实例系统中,辐照度剧烈变化时并网光伏电站对电网电能质量影响。 【关键词】：并网 simulink 最大功率点跟踪 电能质量 仿真
【学位授予单位】：云南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-13
• 第一章 绪论13-20
• 1.1 研究背景和意义13-14
• 1.2 国内外并网光伏的现状及发展14-15
• 1.2.1 国外并网光伏的现状及发展14
• 1.2.2 国内并网光伏的现状及发展14-15
• 1.3 并网光伏的特性及其对电网的影响15-19
• 1.3.1 并网光伏的结构及特性15-17
• 1.3.2 光伏并网对电网影响的研究现状17-19
• 1.4 本文主要研究内容19-20
• 第二章 太阳电池原理及其仿真研究20-27
• 2.1 太阳电池基本原理和电路特性20-23
• 2.1.1 太阳电池基本工作原理和等效电路20-21
• 2.1.2 太阳电池I-V特性曲线21-22
• 2.1.3 太阳电池温度和日照强度对太阳电池输出特性的影响22-23
• 2.2 太阳电池工程用数学模型23-25
• 2.3 太阳电池仿真模型25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 DC/DC变换电路及最大功率点跟踪方法的研究27-37
• 3.1 DC/DC变换电路27-30
• 3.1.1 典型的DC/DC变换电路27-28
• 3.1.2 DC/DC变换电路的选取28-29
• 3.1.3 升压变换电路中参数设计29-30
• 3.2 扰动观测法及其改进30-33
• 3.2.1 传统的扰动观测法30-32
• 3.2.2 改进的扰动观测法32-33
• 3.3 基于simulink的太阳电池最大功率点跟踪模型仿真33-36
• 3.3.1 基于simulink的改进扰动观测法模型33-34
• 3.3.2 最大功率点跟踪模型建立34-35
• 3.3.3 仿真结果分析35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 光伏并网逆变器建模37-50
• 4.1 光伏并网逆变器的拓扑结构37-39
• 4.1.1 按有无变压器分类37-38
• 4.1.2 按功率处理级数分类38-39
• 4.2 光伏并网逆变器的数学模型39-43
• 4.3 基于电压定向的矢量控制（VOC）技术43-45
• 4.4 两级三相光伏并网系统仿真分析45-49
• 4.4.1 逆变器仿真模型45-46
• 4.4.2 两级三相光伏并网系统仿真模型46-47
• 4.4.3 仿真结果分析47-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第五章 光伏并网系统特性研究50-57
• 5.1 光伏并网系统孤岛效应研究50-54
• 5.1.1 孤岛效应原理与危害50-51
• 5.1.2 孤岛效应的发生机理51-52
• 5.1.3 国际通用标准52-53
• 5.1.4 孤岛效应的检测53-54
• 5.2 光伏并网系统低电压穿越技术研究54-56
• 5.2.1 光伏发电低电压穿越概念及必要性54-55
• 5.2.2 光伏并网系统低电压穿越技术的实现55-56
• 5.3 本章小结56-57
• 第六章 光伏并网对电网的影响研究57-72
• 6.1 光伏电站接入电网电能质量标准57-58
• 6.1.1 电压偏差（voltage deviation）57
• 6.1.2 谐波57-58
• 6.2 并网光伏电站对电网电能质量的影响实例分析58-70
• 6.2.1 光伏电站入网、离网对电网电能质量的影响59-61
• 6.2.2 实际并网光伏电站与仿真模型对比分析61-69
• 6.2.3 并网光伏电站对电网电能质量影响的仿真分析69-70
• 6.3 本章小结70-72
• 第七章 总结与展望72-74
• 7.1 本文主要完成工作72-73
• 7.2 未来工作展望73-74
• 攻读学位期间发表的学术论文和研究成果74-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-80

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