光伏建模与并网系统电压稳定性分析

【摘要】：随着光伏电池技术突破,光伏电站装机容量变大,光伏电站对地区电网影响重大。光伏电站连接的地区电网多处于偏远地区,同时光伏电站的功率因素为1和通过逆变器连接电网,使光伏电站对地区电网电压稳定性的影响呈现新的特征。 本文建立了由光伏阵列、BOOST直流变换器和逆变器组成的光伏电站整体模型;搭建地区电网,通过连续潮流仿真P～V曲线,对地区电网进行静态电压稳定分析;通过时域仿真重要母线电压波形曲线和暂态极限稳定容量,对地区电网进行暂态电压稳定分析;仿真分析静止无功补偿器(SVC)对光伏电站连接的地区电网的暂态电压稳定性的影响。 从光伏电站整体模型得出其输出功率由控制光伏阵列输出电压跟踪其最大功率。从静态电压稳定性研究,表明光伏电站接入地区电网后,提高了地区电网的电压稳定性;光伏电站连接地区电网的变电站与主网的传输线路距离越小,光伏电站的极限穿越功率越大。从暂态电压稳定性研究,表明光伏电站输出功率为定值时,受扰动后恢复需要无功为定值,与光伏电站受扰动的时间无关,通过暂态极限稳定容量来衡量其稳定性。通过安装静止无功补偿器(SVC)前后光伏电站接入电网后暂态电压稳定性对比,得出安装静止无功补偿器(SVC)是提高其暂态电压稳定性有效措施。 【关键词】：光伏电站 地区电网 电压稳定性
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM712
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 选题的目的和意义8-10
• 1.1.1 国内外光伏电站发展概况8-10
• 1.1.2 光伏电站并网的电压稳定性问题10
• 1.2 光伏系统电压稳定性研究现状10-12
• 1.2.1 光伏电站在潮流计算中的节点类型10-11
• 1.2.2 光伏电站连接地区电网静态电压稳定性分析：P-V 分析11
• 1.2.3 光伏电站连接地区电网暂态电压稳定性分析11
• 1.2.4 静止无功补偿器（SVC）对光伏系统暂态电压稳定性的影响11-12
• 1.3 本文的主要工作12-13
• 第二章 光伏电站的数学模型13-32
• 2.1 光伏电池数学模型13-16
• 2.1.1 光伏电池工作原理13
• 2.1.2 光伏电池数学模型[14-21]13-15
• 2.1.3 光伏电池数学模型仿真验证15-16
• 2.2 BOOST 直流变换器16-20
• 2.2.1 BOOST 直流变换器电路16-17
• 2.2.2 BOOST 直流变换器参数设计17
• 2.2.3 BOOST 直流变换器的控制策略17-18
• 2.2.4 BOOST 直流变换器的控制策略仿真验证18-20
• 2.3 逆变器20-28
• 2.3.1 逆变器工作原理及其分类[22]20-21
• 2.3.2 联网逆变器的三种电流控制策略21-25
• 2.3.3 滤波器参数设计25-26
• 2.3.4 联网逆变器控制策略仿真验证26-28
• 2.4 最大功率跟踪—扰动观察法28-29
• 2.5 光伏电站[9,36]29-32
• 第三章 光伏电站连接地区电网静态电压稳定性分析32-42
• 3.1 静态电压稳定性原理32-35
• 3.2 光伏电站静态电压稳定性35
• 3.3 光伏电站连接地区电网静态电压稳定性分析：P-V 分析35-36
• 3.4 地区电网仿真分析36-42
• 3.4.1 地区电网简介36-37
• 3.4.2 仿真分析37-42
• 第四章 光伏电站连接地区电网暂态电压稳定性分析42-55
• 4.1 BOOST 直流变换器的暂态数学模型42-43
• 4.2 联网电压源逆变器的暂态数学模型43-49
• 4.2.1 三相静止坐标系（abc）数学模型43-45
• 4.2.2 两相同步旋转坐标系（dq）数学模型45-46
• 4.2.3 三相逆变器的暂态控制模型46-49
• 4.3 地区电网仿真分析49-55
• 4.3.1 算例系统49
• 4.3.2 仿真分析49-55
• 第五章 静止无功补偿器（SVC）对光伏系统暂态电压稳定性的影响55-58
• 5.1 静止无功补偿器（SVC）的模型55-56
• 5.2 地区电网仿真分析56-58
• 5.2.1 算例系统56-57
• 5.2.2 仿真分析57-58
• 第六章 结论与展望58-59
• 6.1 结论58
• 6.2 展望58-59
• 参考文献59-62
• 攻读硕士学位期间发表的论文62-63
• 致谢63

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