光伏系统并网点电压稳定性分岔分析

【摘要】：太阳能已成为替代传统化石能源的最佳选择之一,因而光伏发电得以迅速发展,但是随着并网光伏发电系统在电网中所占的比例日益增长,有必要考察其对电网稳定性的影响,并网电量随机波动较大、可调节性差,在并网的一瞬间将会产生较大的冲击电流,从而引发电网电压波动与闪变,进而影响系统的稳态电压分布和无功特性,首当其冲的是并网点这一重要节点将会受到严重影响。为了深入揭示光伏系统电压稳定机理,本文在并网光伏发电系统模型的基础上,以分岔理论作为研究理论手段,进行了光伏系统并网点电压稳定性及其分岔现象的研究,同时采取无功补偿的措施以提高其电压稳定性。本文的主要研究内容及结论如下： 1.通过构建并网光伏发电系统整体模型,在对算例进行了数学推导分析后,选取光伏系统发出的有功功率、日照强度作为分岔参数,研究了光伏系统并网点电压稳定性分别随这两个参数改变而发生的分岔现象。仿真结果表明：伴随光伏发电系统发出有功功率的增加,并网点电压水平开始下跌,并可能在下跌过程中引发动分岔,从而导致并网点电压持续振荡甚至失稳；日照强度的不断增大,促使并网点电压运行临界点往前有所移动,可以将日照强度较弱时并网点电压达到临界点之前发生的Hopf分岔往后延迟,即拓展了并网点电压运行的稳定域。 2.在光伏系统中安装静止无功补偿器(SVC),观察其对并网点电压稳定性及分岔现象的影响。仿真分析结果表明：光伏系统出力为极限附近时,由于远距离传输线路的无功损耗增大,降低了并网点的电压稳定性,利用静止无功补偿器(SVC)能延迟分岔的发生甚至减少分岔点的出现,从而提高并网点的电压稳定性；在日照强度较弱时,仿真结果表明：安装SVC在拓展并网点电压运行的稳定域的同时稍微削弱了并网节点的负荷承载能力。 【关键词】：光伏系统 并网点 电压稳定性 动分岔 静分岔 稳定域
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM712;TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 本文研究目的及意义9-12
• 1.1.1 国内外光伏电站发展概况10-11
• 1.1.2 并网光伏系统的电压稳定性问题11-12
• 1.2 电力系统电压稳定性研究现状12-16
• 1.2.1 电压稳定性的定义与分析方法12-15
• 1.2.2 提高电压稳定性的措施15-16
• 1.3 分岔与光伏系统电压稳定性16-17
• 1.4 并网光伏系统电压稳定性和分岔理论研究的发展趋势17-18
• 1.5 本文主要内容18-19
• 第二章 分岔理论的基础知识19-26
• 2.1 非线性动力系统稳定性研究的理论基础19-21
• 2.1.1 平衡点的定义及其稳定性19-20
• 2.1.2 极限环的定义及其稳定性20
• 2.1.3 结构稳定性与分岔20-21
• 2.2 分岔理论基本原理21-25
• 2.2.1 分岔的定义及分类21
• 2.2.2 静分岔的定义及分析方法21-22
• 2.2.3 动分岔的定义及分析方法22-25
• 2.3 小结25-26
• 第三章 光伏系统并网点电压稳定性单参数分岔分析26-38
• 3.1 光伏发电系统的模型26-31
• 3.1.1 光伏电池模型26-27
• 3.1.2 直流升压变换器模型27-28
• 3.1.3 逆变器模型28-30
• 3.1.4 光伏系统整体模型30-31
• 3.2 单参数分岔分析31-36
• 3.2.1 算例描述31-33
• 3.2.2 光伏系统发出有功对并网点电压稳定性的影响33-35
• 3.2.3 日照强度对并网点电压稳定性的影响35-36
• 3.3 小结36-38
• 第四章 静止无功补偿器(SVC)对光伏系统并网点电压稳定性的影响38-44
• 4.1 静止无功补偿器(SVC)的模型38-39
• 4.2 含SVC的光伏系统并网点电压稳定性分岔分析39-43
• 4.2.1 算例描述39-41
• 4.2.2 仿真分析41-43
• 4.3 小结43-44
• 第五章 结论与展望44-46
• 参考文献46-50
• 发表论文和科研情况说明50-51
• 致谢51

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