三相光伏并网系统暂态特性及低电压穿越技术研究

【摘要】：随着经济生活的快速发展,用电负荷急速增长,在全球资源紧张的大环境下,新能源成为世界各国的发展方向,太阳能发电技术做为清洁能源,近年来迅速发展,并网型光伏系统越来越多。由于政府对光伏等新能源产业的支持,三相光伏系统不再满足自产自用,越来越多的接入电网,由于和电网主流煤电的原理有一定的差异,给电网的正常运行带来一定的影响。为此,本文在搭建光伏并网系统仿真模型的基础上,重点研究了光伏并网系统的暂态特性及光伏系统的低电压穿越技术,并通过对现有控制方式进行改进实现了三相光伏系统的低电压穿越。 对于三相光伏并网系统,本文通过建立电池、电路、跟踪模拟器及逆变器等模型进行分析,通过搭建两种不同光伏并网系统的仿真模型,使用建立了三相光伏逆变控制系统,着重讲解了双闭环控制电压电流方法。然后,在Matlab中建立起单级式和两级式光伏并网系统仿真模型,分析光电波形理论分析,充分验证了拓扑模型是可靠正确的。本文通过建模和仿真对三相光伏并网系统的暂态特性进行了研究,通过对单级式和两级式光伏系统搭建模型仿真,重点研究了当外界光照强度突变、电网电压跌落和暂升时光伏系统各个物理量的变化趋势。 在对比分析几种逆变控制方法的基础上,对现有控制系统进行改进,实现了三相光伏系统的低电压穿越。在MATLAB/SIMUINK中对仿真的结果验证。从验证的结果来看,当电网发生电压跌落时,使用本文所说的方法对抑制并网电流增大及故障切除后快速恢复电网有积极的作用。 本文还从工作实际出发,对光伏并购系统的继电保护配置和保护整定计算方法进行了讨论。 最后,对本文的研究工作进行了总结,并对未来的研究方向进行了展望。 【关键词】：三相光伏系统 并网发电 暂态特性 低电压穿越 无差拍控制
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 课题研究背景与研究意义8-10
• 1.1.1 研究背景8-9
• 1.1.2 研究意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 光伏并网系统暂态特性研究现状10-11
• 1.2.2 光伏并网系统低电压穿越技术的研究现状11-12
• 1.3 论文主要工作12-13
• 第2章 三相光伏系统模型13-24
• 2.1 光伏电池模型13-15
• 2.2 光伏系统最大功率点跟踪控制建模15-18
• 2.2.1 最大功率点跟踪的基本原理15-16
• 2.2.2 经典最大功率点跟踪控制策略16-17
• 2.2.3 变步长电导增量法17-18
• 2.3 Boost电路的工况分析18-21
• 2.4 三相光伏并网逆变器数学模型21-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第3章 三相光伏并网逆变器控制系统的建模分析24-31
• 3.1 并网控制策略研究24-26
• 3.1.1 电压电流双闭环并网控制24-25
• 3.1.2 无差拍并网控制策略25-26
• 3.2 光伏设备的仿真26-30
• 3.2.1 单级式光伏发电系统的建模及仿真26-28
• 3.2.2 两级式光伏发电系统的建模及仿真28-30
• 3.3 本章小结30-31
• 第4章 三相光伏并网系统的暂态特性31-44
• 4.1 光强对光伏系统影响31-35
• 4.1.1 光照强度突变时单级光伏系统的特性31-33
• 4.1.2 光强突变时两级式光伏系统的特性33-35
• 4.2 光伏系统在电网扰动下的特性35-43
• 4.2.1 电网扰动时单级式光伏系统的特性35-39
• 4.2.1.1 电网电压下降时的特性分析35-37
• 4.2.1.2 电网电压暂升时的特性37-39
• 4.2.2 电网扰动时两级式光伏系统的特性39-43
• 4.2.2.1 电网电压下降时的特性39-41
• 4.2.2.2 电网电压暂升时的特性41-43
• 4.3 本章小结43-44
• 第5章 三相光伏系统低电压穿越技术的研究44-54
• 5.1 并网规范对光伏系统低电压穿越能力的要求44-47
• 5.1.1 国外对光伏系统并网的要求44-46
• 5.1.2 国内对光伏系统并网的相关规定和要求46-47
• 5.2 实现低电压穿越技术的控制策略47-50
• 5.2.1 常用实现LVRT的控制策略47-48
• 5.2.2 基于无差拍算法实现LVRT的控制策略48-50
• 5.3 使用无差拍控制策略实现LVRT的算例50-53
• 5.4 本章小结53-54
• 第6章 分布式光伏并网系统继电保护配置54-62
• 6.1 分布式光伏并网系统的保护配置55-56
• 6.2 分布式光伏并网系统保护与电网保护的配合56-57
• 6.3 分布式光伏并网系统线路保护整定57-61
• 6.3.1 过电流保护57-59
• 6.3.2 相间距离保护59-60
• 6.3.3 线路纵联差动保护60-61
• 6.4 本章小结61-62
• 第7章 结论与展望62-64
• 7.1 结论62-63
• 7.2 展望63-64
• 参考文献64-66
• 致谢66-67
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果67-68
• 发表论文67
• 科研情况67-68
• 学位论文评阅及答辩情况表68

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