微网中光伏发电系统的电能质量分析与控制

【摘要】：随着全球能源危机和节能减排战略计划的推进,可再生能源大量接入微网给本地负荷供电已是大势所趋,其中并网光伏发电系统以其环保、低噪声、适用范围广等特点而备受青睐。而微网作为未来主要的供电方式之一,对其电能质量的研究具有十分重要的意义,需要不断寻找先进的控制策略和改善措施来提高微网电能质量以满足用户日益敏感的用电需求。 不同于传统电源,光伏发电系统的输出功率存在间歇性和不确定性,并采用大量的电力电子换流装置和复杂的控制策略并网,这给微网带来了新的电能质量问题。通过对光伏系统结构、运行特性及控制策略的研究,本文分析了光伏系统及微网的的主要电能质量问题及其影响因素,并提出了相应的改善措施以提高电能质量,实现优质供电。微网中还存在大量非线性负荷,带来了严重的谐波污染及无功不足,考虑到微电源的并网接口是影响电能质量的一个关键环节,本文对光伏系统并网逆变器的控制策略进行了改进和功能拓展,使其能同时实现最大有功功率输出、谐波抑制及无功功率补偿三重功能的复用,如此一来微电源承担了更多电能质量调节职责,从源头处改善了微网的电能质量,并减少了其它电能质量补偿设备的投资,提高运行经济性。在PSCAD/EMTDC平台上搭建了多功能光伏发电系统及以此为微电源的简单微网数学模型,通过仿真分析研究光伏系统的电能质量问题,分析所提出的各种改善措施的补偿效果。 【关键词】：光伏发电系统 微网 电能质量 多功能复用
【学位授予单位】：华北电力大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM615;TM711
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 研究背景9-10
• 1.1.1 微网的产生和应用前景9-10
• 1.1.2 光伏发电系统的发展前景10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 国外研究现状10-11
• 1.2.2 国内研究现状11-12
• 1.3 主要研究内容12-14
• 第2章 微网运行及电能质量分析14-20
• 2.1 微网的运行与控制14-15
• 2.2 微网电能质量特性分析及治理15-18
• 2.2.1 电能质量基本概念15
• 2.2.2 微网电能质量特性分析15-17
• 2.2.3 微网电能质量的治理17-18
• 2.3 光伏发电系统对微网电能质量的影响18-19
• 2.4 本章小结19-20
• 第3章 光伏发电系统电能质量分析20-36
• 3.1 光伏发电系统的分类及对比20-21
• 3.2 光伏阵列工作特性及工程模型仿真21-25
• 3.3 最大功率点跟踪算法对电能质量的影响及改进25-27
• 3.4 升压电路对电能质量的影响及改进措施27-30
• 3.5 三相光伏并网逆变器的电能质量分析30-34
• 3.5.1 逆变器结构及控制策略选择30-31
• 3.5.2 并网逆变器电能质量影响因素31-33
• 3.5.3 并网逆变器的仿真实现33-34
• 3.6 光伏系统改善电能质量的措施34-35
• 3.7 本章小结35-36
• 第4章 带滤波功能的光伏并网逆变器36-43
• 4.1 结合有源滤波技术的逆变器功能扩展36
• 4.2 谐波及无功电流检测的实现36-39
• 4.3 多功能逆变器的合成指令电流设计39-41
• 4.4 带滤波功能逆变器的仿真实现41-42
• 4.5 本章小结42-43
• 第5章 多功能光伏系统仿真分析43-59
• 5.1 并网光伏系统电能质量仿真分析43-50
• 5.2 多功能光伏系统改善电网电能质量的效果50-57
• 5.3 简单微网仿真模型57-58
• 5.4 本章小结58-59
• 第6章 结论与展望59-61
• 参考文献61-65
• 附录65-66
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果66-67
• 致谢67

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