并网型光伏发电优化控制技术及其建模仿真

【摘要】：在能源日益短缺和污染日益严重的今天,太阳能作为可再生能源,它的开发利用具有十分重要的意义。最为最具前景的一种太阳能开发方式,光伏发电控制技术研究成为目前的热点。本文以光伏并网发电系统为研究对象,深入研究其变流器控制策略及光伏并网关键技术,主要工作如下： (1)在光伏组件数学模型的基础上采用PSCAD建立了可视化较好的图形化和操作性较强的文本化光伏组件数字仿真模型,并将两类模型仿真结果进行了对比验证；针对光伏并网逆变器中采用的SVPWM调制技术,同样采用图形化和文本化建模方法建立了两种SVPWM数字仿真模块。 (2)根据光伏并网发电系统的现场工况,采用电导增量法实现光伏并网系统的最大功率点跟踪(MPPT)控制,通过图形化和文本化的仿真方法验证了系统最大功率快速跟踪的效果。 (3)分析研究光伏并网系统的数学模型,在PSCAD/EMTDC中搭建了单级式和双级式光伏系统模型,并采用基于两相同步旋转dq坐标系的电压电流双闭环矢量控制策略和基于两相静止αβ坐标系的预测电流控制策略,实现光伏发电系统的并网运行与最大功率点追踪控制。 (4)针对电网故障下光伏并网发电系统的低电压穿越运行,在对称电压跌落情况下采用改进型控制策略,在不对称电压跌落情况下采用正负序电流矢量控制策略。在PSCAD/EMTDC仿真平台下进行了仿真,仿真结果证明了本文提出的控制方法和策略的有效性,为工程应用提供了参考。 【关键词】：光伏发电 最大功率点跟踪 矢量控制 预测电流控制 低电压穿越
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-21
• 1.1 课题研究背景和意义9-14
• 1.1.1 光伏发电的发展与趋势9-10
• 1.1.2 光伏发电系统原理与类型10-12
• 1.1.3 光伏发电面临的主要问题12-14
• 1.2 光伏发电及并网技术研究现状14-19
• 1.2.1 光伏发电建模仿真14-15
• 1.2.2 光伏并网常规控制技术15-16
• 1.2.3 光伏MPPT及孤岛检测技术16-18
• 1.2.4 光伏发电系统故障穿越技术18-19
• 1.3 本文的主要工作19-21
• 第2章 光伏发电系统原理及关键元件建模21-39
• 2.1 光伏发电系统21-22
• 2.2 光伏组件数学建模22-26
• 2.3 光伏变流器数学模型26-28
• 2.4 光伏组件仿真模型实现方法28-33
• 2.4.1 光伏组件图形化仿真28-31
• 2.4.2 光伏组件文本化仿真31-33
• 2.5 光伏变流环节(SVPWM)仿真33-38
• 2.5.1 SVPWM原理与实现33-35
• 2.5.2 SVPWM图形化仿真35-37
• 2.5.3 SVPWM文本化仿真37-38
• 2.6 小结38-39
• 第3章 光伏发电系统并网及MPPT控制39-59
• 3.1 光伏变流器矢量控制技术39-44
• 3.1.1 光伏变流器的矢量控制策略设计39-41
• 3.1.2 矢量控制系统PI参数整定41-44
• 3.2 光伏变流器预测电流控制技术44-49
• 3.3 光伏发电系统的MPPT技术49-52
• 3.3.1 电导增量法MPPT原理49-50
• 3.3.2 MPPT控制建模实现50-52
• 3.4 光伏并网及MPPT仿真研究52-57
• 3.4.1 基于矢量控制策略的仿真研究52-54
• 3.4.2 基于预测电流控制策略的仿真研究54-57
• 3.5 小结57-59
• 第4章 电网故障情况下的光伏发电系统运行控制技术59-72
• 4.1 电网对称故障时光伏LVRT技术59-64
• 4.1.1 LVRT控制策略59-61
• 4.1.2 仿真研究61-64
• 4.2 电网不对称故障时光伏LVRT技术64-71
• 4.2.1 LVRT控制策略64-68
• 4.2.2 仿真研究68-71
• 4.3 小结71-72
• 第5章 结论与展望72-74
• 5.1 结论72
• 5.2 展望72-74
• 参考文献74-79
• 攻读硕士学位期间发表的论文和参加科研情况79-80
• 致谢80-81
• 附件81-85
• 附件1：光伏组件文本化模型程序81-82
• 附件2：SVPWM文本化模型程序82-84
• 附件3：MPPT文本化模型程序84-85

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