平山三峡光伏电站的优化设计与实际应用

发布时间：2019-11-30 20:42

【摘要】：随着经济的发展、社会的进步,人们对能源提出越来越高的要求,寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。太阳能是绿色清洁的可再生能源,与其他的资源相比,太阳能资源没有枯竭的危险、绿色环保、资源分布广泛、受地域限制小、维护简单且维护费用较低、控制方式灵活、不受交通等外界因素制约,有着其无可比拟的优势。光伏发电是目前城市电网供电系统电源的很好补充和替代,在未来必将成为非常重要的发电技术。但是,目前国内对光伏电站并网运行机理、特性、相关的控制策略的研究较为匮乏,尤其体现在光伏电站的整体建模、稳定性检测和并网后对并网系统的影响及对策等方面的深入研究。就以上这些方面,本文以10MW光伏发电系统并网的设计方案为研究重点,介绍光伏发电的背景、现状及其原理,论述并网光伏电源的技术特点,分析光伏发电系统的基本结构、光伏组件、最大功率点跟踪控制,搭建光伏电源模型,提出含LCL滤波器的逆变器控制策略,并确定LCL滤波器参数。基于MATLAB/SMULINK系统建立10MW光伏发电系统的整体模型,并实现并网仿真计算。本文以河北省石家庄市平山三峡光伏电站为例,以实际工程规划方案、并网方案以及相邻电网拓扑结构为依据,结合光伏电站并网的技术要求及设计方案,主要深入分析与研究光伏电站并网后对并网系统的潮流计算、电压分析、短路电流、网络损耗等各种方面的影响,并提出相应的对策从而优化光伏电站的并网接入方案。
【图文】：

可调度,光伏发电系统,光伏电站,不间断供电

根据系统中是否含有储能环节，并网光伏发电系统还可分为可调度式系统和不可调度式系统，二者之间显著的差别在于是否带有直流储能单元。图2-1 可调度式与不可调度式光伏电站拓扑可调度式并网光伏发电系统可以对系统不间断供电，在一定程度上抑制谐波，，从而提高电能质量，进而改善电网的运行质量和提高发电系统的可靠性。但由于含有储能设备，存在寿命短、价格贵、体积大、环境污染等弱点，因此可调度式并网光伏发电系统无法大范围应用。根据光伏并网变换器的变化，由单级向多级拓扑结构发展，将光伏并网发电系统模型分为以下三种[3]：1）单级式光伏并网系统模型电网DCAC光伏阵列逆变器PV图2-2单级式光伏并网系统模型单级式是指光伏电站直接通过逆变器并网，没有DC／DC（直流升压）环节。这种系统模式控制算法较为复杂，所有的控制算法都通过一个并网逆变器来实现

光伏电源,标准环境,仿真模型,状况

= 10.35MW。图3-2 标准环境状况下的光伏电源仿真模型0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 100002468101214U/VI/AUm=792VIm=13070APm= 10.35MW×1030 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000024681012×106U/VP/W最大功率点Pm=10.35MWUm=792V图 3-3 光伏电源仿真输出电压与电流波形图图 3-4 光伏电源仿真输出电压与功率波形图图 3-3 和图 3-4 分别是在标准环境状况下的光伏电源 I-U 和 P-U 特性曲线图，即当T = 25℃、S = 1000 2 时，最大功率点运行在 = 13070 、 = 792 、 = = 10.35 。从上图可以看出，在环境温度T和光照强度S一定的情况下，光伏电源曲线只有一个最大功率点。同时可以看出，光伏电源是一个非线性直流电源，既非恒压，又非恒流。环境温度T和光照强度S对光伏电源的输出特性有显著的影响。因此，对光伏电源的运行状态进行仿真分析，就要改变环境温度和光照强度条件
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM615

【参考文献】