大型光伏电站电能质量分析与治理方案研究

【摘要】：随着大型光伏电站的迅速发展，光伏电站并网所产生的电能质量问题越来越突出，因此本文围绕大型光伏电站电能质量建模以及光伏电站接入电网的电能质量特性进行研究，旨在对大规模光伏电站的并网外特性以及给电网带来的功率、电压、频率波动与谐波等的电能质量问题进行探讨和分析。 目前针对大型光伏电站并网电能质量方面的研究内容，主要集中在单一电能质量问题上。因此本文首先通过实测格尔木光伏电站电能质量现状，在格尔木光伏电站实际运行数据的基础上建立能够同时用于对多种电能质量问题进行全面分析的大型光伏电站电能质量仿真模型。 其次，本文通过对大型光伏电站仿真模型的研究，主要分析光伏电站输出功率恒定、波动、以及突变下的电能质量特性；系统中负载发生变化时光伏电站的电能质量特性；系统发生常见短路故障时光伏电站的电能质量特性。通过分析，找出影响光伏电站电能质量的主要因素，以及电网系统外部条件变化时，光伏电站最容易出现的电能质量问题。 由此本文通过理论仿真研究了，当光照温度突变波动或者电网中负载变化过于频繁时，光伏电站并网点电压与功率因数波动以及输出谐波电流超标的电能质量问题；研究了当接入电网发生故障时，光伏电站如何解决给系统提供电压支撑的问题，最后本文给出了稳定光伏电站并网点电压、功率因数，减少光伏电站输出谐波电流以及电网发生故障时光伏电站给系统提供电压支撑的解决方案。通过对方案的建模以及仿真分析，证明方案的有效性，为推动大规模光伏发电系统并网与规模化应用的进程提供理论基础。 【关键词】：大型光伏电站 电能质量 功率因数 电压波动 仿真模型 治理方案
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM711;TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 选题背景及意义9-10
• 1.2 光伏电站电能质量及治理方案国内外研究现状10-12
• 1.2.1 光伏电站仿真模型研究10
• 1.2.2 光伏电站电能质量研究现状10-11
• 1.2.3 光伏电站电能质量治理方案研究现状11-12
• 1.3 本文主要研究内容12-13
• 第2章 光伏电站对电网的影响及实测概况13-25
• 2.1 光伏电站的分类及对电网的影响13-15
• 2.1.1 光伏电站的分类13-14
• 2.1.2 光伏电站对电网的影响14-15
• 2.2 大型光伏电站相关的并网电能质量技术规范15-17
• 2.3 龙源格尔木光伏电站实况分析17-23
• 2.3.1 龙源格尔木光伏电站简介17-18
• 2.3.2 龙源格尔木光伏电站实测分析18-23
• 2.4 本章小结23-25
• 第3章 百兆瓦光伏电站仿真建模25-44
• 3.1 光伏发电单元仿真模型建立25-36
• 3.1.1 光伏阵列仿真建模25-29
• 3.1.2 最大功率点跟踪仿真建模29-31
• 3.1.3 并网光伏逆变器仿真建模31-35
• 3.1.4 1MW光伏发电单元仿真模型35-36
• 3.2 大型光伏电站仿真模型建立36-39
• 3.2.1 系统参数计算36-38
• 3.2.2 光伏电站仿真模型38-39
• 3.3 仿真数据与实测数据对比分析39-42
• 3.3.1 光伏发电单元仿真数据与实测数据对比39-40
• 3.3.2 光伏电站仿真数据与实测数据对比40-42
• 3.4 小结42-44
• 第4章 百兆瓦光伏电站电能质量仿真分析44-59
• 4.1 光伏电站输出功率恒定时电能质量特性44-45
• 4.2 光伏电站输出功率变动时电能质量特性45-51
• 4.2.1 功率波动45-48
• 4.2.2 功率突变48-51
• 4.3 负载发生突变时光伏电站电能质量特性51-54
• 4.4 常见短路故障下光伏电站接入电网响应特性54-58
• 4.4.1 接入点单相接地故障54-56
• 4.4.2 接入点两相短路故障56-57
• 4.4.3 接入点三相短路故障57-58
• 4.5 小结58-59
• 第5章 百兆瓦光伏电站电能质量治理方案仿真研究59-69
• 5.1 无功与电压波动治理方案仿真研究59-65
• 5.1.1 光伏逆变器无功电流控制策略59-60
• 5.1.2 光伏电站配置无功补偿装置策略60-65
• 5.2 谐波治理方案仿真研究65-68
• 5.2.1 适用于光伏电站的谐波治理方案分析65-66
• 5.2.2 混合型有源电力滤波器基本原理及仿真结果66-68
• 5.3 小结68-69
• 结论和展望69-70
• 参考文献70-73
• 附录A 攻读学位期间获得的研究成果73-74
• 致谢74

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