基于电力电子变压器的光伏并网系统的研究
发布时间：2021-06-27 18:00
传统变压器变换速度慢,调节能力差,同时体积庞大增加占地面积。随着全控器件的发展,利用全控器件开关性能优良的特点,电力电子变压器也随之壮大发展起来,优势也很明显,电力电子变压器在很多领域可以完全替代传统变压器,光伏并网就是其中之一。针对光伏并网谐波以及电能质量问题,采用对比传统变压器更能凸显优势的电力电子变压器是本文的优势环节,怎么才能使光伏并网更高效快捷更能优化电力系统的电能质量是本文设计的核心问题,所以本文研究了基于电力电子变压器的光伏并网系统。如何构建一个新能源系统,使其具有多种能源共同接入的能力,同时还能实现与传统电网的并联运行,已经成为了分布式新能源发、输、变电领域的研究热点。本文以电力电子变压器为研究对象,分别对其输入级、隔离级的一些关键问题展开了深入研究,并设计了光伏系统并网方法。论文主要内容如下:本文通过分析基于电力电子变压器的光伏并网系统的各个环节的结构组成以及控制策略,针对光伏发电系统在变换电能时动态响应速度慢,输出电压不稳定问题,提出了光伏并网系统前级独立光伏电池输出电压反馈控制与Z源互补式控制方式相结合的新型三电平Boost变换器,解决了在不同环境下的动态响应速度...
【文章来源】：河北科技大学河北省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
单体光伏电池工作原理示意图
河北科技大学硕士学位论文82.2光伏电池的仿真模型为了分析光伏电池的输出特性，首先建立其等效电路，根据等效电路，进行数学建模，推导数学关系式。等效电路的正确与否关系到光伏电池仿真模型的准确性，进而影响其工作的输出特性。光伏电池的等效电路是由一个电流控制的电流源，相当于硅晶体PN结，产生电动势，并联一个正向二极管，如图2-2所示，h等效为漏抗电阻，等效为光伏电池的外电阻，与激发的电流相匹配，控制激发电流大校等效为外部负载，,分别为二极管的电流和端电压，为漏电抗产生的漏电流，为光伏电池的负载电流，为负载端电压，与标准下光照强度及环境温度的对数成正比[46-47]。图2-2光伏电池等效电路等效电路数学推导公式：=（2-1）=+（2-2）=紨1（2-3）式中的标量，自由电子电荷量=1.6×1019；导带电子浓度=0.0003；T为环境温度；Boltzmann常数为紨=1.38×1023/，为光伏电池饱和电流。整理上述公式得到硅晶体光伏电池的输出电流与电压关系式：=0+1+（2-4）由于光伏电池的漏抗h数值很大，而电阻远远小于二极管导通时的阻值，一般可以忽略其影响，简化公式为：
河北科技大学硕士学位论文10图2-3光伏电池仿真模型对内部的结构原理图进行仿真模块的封装，将其封装为PV光伏电池仿真模块，通过连接滤波电容构成光伏电池的输出仿真模型图，如图2-4所示。图2-4光伏电池模型的输出仿真模型通过光伏电池仿真模型分析在不同环境下的光伏电池输出特性，即保持标准温度不变的情况下，研究不同光照强度对于光伏电池输出特性的影响，其输出特性分为功率-电压输出特性和电压-电流输出特性，如图2-5，2-6所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]弱电网下基于电网电流前馈的单相逆变器锁相环[J]. 许津铭,卞申一阳,钱强,谢少军. 中国电机工程学报. 2020(08)
[2]三相SPWM混合调制Boost集成式光伏逆变器[J]. 尹铭,秦岭,胡茂,罗松,王亚芳,周磊,段冰莹. 电网技术. 2020(07)
[3]基于环境温度、负载率的光伏逆变器温升研究[J]. 钱茜,张臻,黄国昆,张天瑞,孙凯. 太阳能学报. 2019(12)
[4]双级式光伏发电并网系统控制策略及仿真研究[J]. 兰佳,汪东,陈娅,孙晨光,阮力,李智,李超文. 电力科学与技术学报. 2019(04)
[5]一种基于模糊神经网络的PI双闭环SPWM逆变器控制方法[J]. 刘振兴. 工业控制计算机. 2019(12)
[6]LCL型并网逆变器的新型单电流反馈控制方案[J]. 廖志凌,徐长波,曹晨晨. 电测与仪表. 2020(02)
[7]单相全桥电压型逆变器的负载电流前馈控制策略[J]. 王锦博,董锋斌,荔凡凡,吴奥. 电工技术. 2019(23)
[8]光伏并网系统定额控制策略及其在低电压穿越中的应用[J]. 钱钢,赵淑敏,查晓锐,王冰. 电工技术. 2019(21)
[9]基于Matlab的离网光伏单相全桥逆变器控制策略[J]. 安聪慧,郭英军,孙鹤旭,孔洪洪. 河北工业科技. 2019(05)
[10]基于扰动式MPPT控制的光伏并网系统间谐波分析模型[J]. 钟庆,石泉,王钢,李海锋. 中国电机工程学报. 2018(22)
博士论文
[1]电子电力变压器的控制与应用[D]. 黄辉.华中科技大学 2015
硕士论文
[1]考虑负序控制和无功支撑的光伏并网系统小干扰稳定性研究[D]. 甘青山.浙江大学 2018
[2]微电网中光伏系统的控制与稳定性分析[D]. 刘杏林.太原理工大学 2012
[3]电力电子变压器及其在电力系统中的应用[D]. 张晓东.山东大学 2012
本文编号：3253333
【文章来源】：河北科技大学河北省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
单体光伏电池工作原理示意图
河北科技大学硕士学位论文82.2光伏电池的仿真模型为了分析光伏电池的输出特性，首先建立其等效电路，根据等效电路，进行数学建模，推导数学关系式。等效电路的正确与否关系到光伏电池仿真模型的准确性，进而影响其工作的输出特性。光伏电池的等效电路是由一个电流控制的电流源，相当于硅晶体PN结，产生电动势，并联一个正向二极管，如图2-2所示，h等效为漏抗电阻，等效为光伏电池的外电阻，与激发的电流相匹配，控制激发电流大校等效为外部负载，,分别为二极管的电流和端电压，为漏电抗产生的漏电流，为光伏电池的负载电流，为负载端电压，与标准下光照强度及环境温度的对数成正比[46-47]。图2-2光伏电池等效电路等效电路数学推导公式：=（2-1）=+（2-2）=紨1（2-3）式中的标量，自由电子电荷量=1.6×1019；导带电子浓度=0.0003；T为环境温度；Boltzmann常数为紨=1.38×1023/，为光伏电池饱和电流。整理上述公式得到硅晶体光伏电池的输出电流与电压关系式：=0+1+（2-4）由于光伏电池的漏抗h数值很大，而电阻远远小于二极管导通时的阻值，一般可以忽略其影响，简化公式为：
河北科技大学硕士学位论文10图2-3光伏电池仿真模型对内部的结构原理图进行仿真模块的封装，将其封装为PV光伏电池仿真模块，通过连接滤波电容构成光伏电池的输出仿真模型图，如图2-4所示。图2-4光伏电池模型的输出仿真模型通过光伏电池仿真模型分析在不同环境下的光伏电池输出特性，即保持标准温度不变的情况下，研究不同光照强度对于光伏电池输出特性的影响，其输出特性分为功率-电压输出特性和电压-电流输出特性，如图2-5，2-6所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]弱电网下基于电网电流前馈的单相逆变器锁相环[J]. 许津铭,卞申一阳,钱强,谢少军. 中国电机工程学报. 2020(08)
[2]三相SPWM混合调制Boost集成式光伏逆变器[J]. 尹铭,秦岭,胡茂,罗松,王亚芳,周磊,段冰莹. 电网技术. 2020(07)
[3]基于环境温度、负载率的光伏逆变器温升研究[J]. 钱茜,张臻,黄国昆,张天瑞,孙凯. 太阳能学报. 2019(12)
[4]双级式光伏发电并网系统控制策略及仿真研究[J]. 兰佳,汪东,陈娅,孙晨光,阮力,李智,李超文. 电力科学与技术学报. 2019(04)
[5]一种基于模糊神经网络的PI双闭环SPWM逆变器控制方法[J]. 刘振兴. 工业控制计算机. 2019(12)
[6]LCL型并网逆变器的新型单电流反馈控制方案[J]. 廖志凌,徐长波,曹晨晨. 电测与仪表. 2020(02)
[7]单相全桥电压型逆变器的负载电流前馈控制策略[J]. 王锦博,董锋斌,荔凡凡,吴奥. 电工技术. 2019(23)
[8]光伏并网系统定额控制策略及其在低电压穿越中的应用[J]. 钱钢,赵淑敏,查晓锐,王冰. 电工技术. 2019(21)
[9]基于Matlab的离网光伏单相全桥逆变器控制策略[J]. 安聪慧,郭英军,孙鹤旭,孔洪洪. 河北工业科技. 2019(05)
[10]基于扰动式MPPT控制的光伏并网系统间谐波分析模型[J]. 钟庆,石泉,王钢,李海锋. 中国电机工程学报. 2018(22)
博士论文
[1]电子电力变压器的控制与应用[D]. 黄辉.华中科技大学 2015
硕士论文
[1]考虑负序控制和无功支撑的光伏并网系统小干扰稳定性研究[D]. 甘青山.浙江大学 2018
[2]微电网中光伏系统的控制与稳定性分析[D]. 刘杏林.太原理工大学 2012
[3]电力电子变压器及其在电力系统中的应用[D]. 张晓东.山东大学 2012
本文编号：3253333
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