电子电力变压器在光伏发电系统中应用研究

【摘要】：随着经济的不断发展和人口的不断增长，人们对能源的需求量越来越大。传统的化石能源由于储量有限，同时会对环境造成污染，开发和利用新的能源势在必行。在这种情况下，各国都在大力发展新能源发电。光伏发电作为一种可再生的清洁能源被各国所重视。 传统的光伏发电系统并入电网使用的是工频变压器。由于工频变压器自身体积较大，重量较重，同时控制不灵活，使得研究者希望可以使用新的方法将光伏发电并入电网。同时，电子电力变压器的研究正趋于成熟，其应用也越来越广泛，它的优良特性能够更好的适应现代电力系统要求。正是在这种情况下，本文提出了将电子电力变压器应用到光伏发电系统之中，研究光伏发电系统通过电子电力变压器并网后的稳态特性和暂态特性。 本文首先在PSCAD中搭建光伏电池组的模型，研究光伏发电系统的稳态输出特性，在最大功率跟踪控制之下，光伏发电输出为稳定的直流电。故可将光伏电池组等效为直流电压源。在这个基础上再搭建电子电力变压器的模型，使得电子电力变压器能够正常工作。同时，在PSCAD中搭建微电网和配电网的模型，为后续研究做好前期准备。 然后，将光伏发电系统通过电子电力变压器接入到微电网中。研究接入后的稳态特性，包括电压、电流、功率和频率等特性。同时，当微电网发生故障时，研究光伏系统的暂态特性，包括电压、电流和功率特性。通过研究得出，光伏系统通过电子电力变压器接入微电网的稳态特性良好，同时具备一定的事故运行能力，在事故发生时，光伏发电系统可以继续保持一段时间的并网运行，并向电网输送电能。 最后，将光伏发电系统通过电子电力变压器接入到配电网中。研究接入后的稳态特性，包括电影、电流、功率和频率等特性。同时，当配电网发生故障时，研究光伏系统的暂态特性，包括电压、电流和功率特性。通过研究得出，光伏系统通过电子电力变压器接入配电网的稳态特性良好，同时具备一定的事故运行能力，在事故发生时，光伏发电系统可以继续保持一段时间的并网运行，并向电网输送电能。通过上述研究，提出了新的光伏发电系统并入电网的方式，为后续的研究工作奠定了基础。 【关键词】：光伏发电系统 电子电力变压器 微电网 配电网
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM41;TM615
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目录6-8
• 1 绪论8-23
• 1.1 选题的背景及意义8-9
• 1.2 光伏发电系统的研究现状9-13
• 1.3 电子电力变压器基本原理13-20
• 1.4 电子电力变压器应用领域20-22
• 1.5 本文的主要工作22-23
• 2 光伏发电系统23-30
• 2.1 光伏电池的等效电路模型23-24
• 2.2 光伏电池的输出特性24-25
• 2.3 最大功率点跟踪控制（MPPT）25-27
• 2.4 仿真分析27-29
• 2.5 本章小结29-30
• 3 光伏系统应用电子电力变压器接入微电网相关问题研究30-42
• 3.1 拓扑结构30
• 3.2 控制策略30-33
• 3.3 微电网的模型33-34
• 3.4 仿真结果分析34-41
• 3.5 本章小结41-42
• 4 光伏系统应用电子电力变压器接入配电网相关问题研究42-53
• 4.1 拓扑结构42
• 4.2 控制策略42-43
• 4.3 配电网的模型43-45
• 4.4 仿真结果分析45-52
• 4.5 本章小结52-53
• 5 总结与展望53-55
• 5.1 全文总结53
• 5.2 今后工作展望53-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-59
• 附录 1 攻读硕士学位期间发表论文59-60
• 附录 2 攻读硕士期间参与的科研项目60

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