组串式光伏发电系统直流侧多目标动态重构控制研究
发布时间：2021-09-05 08:53
常规分布式光伏发电系统连接方式固定,阴雨天或早晚等低光照情况下,逆变器处于低功率水平下工作,严重影响了系统发电效率以及输出波形质量。本文研究了光伏系统的直流侧拓扑结构,分析了组串式光伏系统多逆变器并联情况下系统损耗和输出谐波,提出了一种光伏阵列与逆变器直流侧多目标控制的可变拓扑结构,旨在提高分布式光伏系统弱光照情况下的系统性能。主要研究内容如下:首先分析了组串式光伏系统的电能质量和发电效率,基于光伏并网系统直流侧结构研究,提出一种改善系统性能的光伏系统直流侧可变拓扑结构;应用多逆变器并联运行的群控技术思想,设计了光伏阵列与逆变器直流侧可变拓扑的控制方法。其次研究了直流侧可变拓扑结构的系统损耗与输出谐波;以系统损耗率与谐波畸变率最小为目标建立多目标函数,设计了直流侧多目标动态重构的运行算法,并给出了求解策略;另外从工程角度分析了控制策略对光伏系统直流侧和交流侧的影响。最后将提出的直流侧多目标控制策略应用到实验中,搭建了5个光伏阵列与5台逆变器经直流侧可变结构并网运行的光伏系统。系统直流侧设计以DSP为控制器,包含信息采集、信息处理、切换控制和反馈校正等多环节的控制装置;通过硬件系统和软件...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光伏逆变器转化效率曲线
燕山大学工程硕士学位论文-10-器不同功率点测试显示，逆变器输入功率在额定功率20%以下时，逆变器输出电流谐波畸变率明显增加，严重时甚至达到20%以上。为降低系统谐波畸变率，改善交流侧的电能质量，需要对谐波源—逆变器进行处理。通过提高逆变器的直流侧输入功率可以有效的减少输出谐波，也是本文进行组串式光伏系统直流侧重构研究的目标。图2-2逆变器不同功率点输出电流波形2.1.2组串式光伏系统发电效率分析光伏系统中发电量一直是评价光伏电站系统性能的重要指标。影响光伏系统发电量的主要因素包括光伏电站的容量、辐照度和系统效率。在一定的分布式光伏电站中，容量和辐照度不可随意改变的情况下，因尽可能提高光伏系统的发电效率，以提升光伏电站的经济效益。光伏并网逆变器负责将光伏阵列中输出的直流电转化为符合电网要求的同频、同相的交流电汇入电网，是光伏系统重要的功率变换设备。光伏并网逆变器的性能直接影响着整个光伏电站的安全、可靠、经济效益，甚至是整个光伏系统的使用寿命。对光伏并网逆变器的要求主要包括：逆变器注入电网的波形质量、逆变器的输出效率。逆变器的不合理使用对光伏并网系统的发电效率造成极大影响，主要包括在使用过程中的逆变器损耗和直流电压不在逆变器工作电压范围造成的电量损失。研究光伏并网逆变器的性能，灵活的掌握逆变器的使用方式，对于提高逆变器的发电效率至关重要。提高逆变器的转换效率可以通过降低逆变器损耗实现，采取的措
第4章光伏系统动态切换装置设计与实验-29-行谐波及功率品质分析，在实验中可实时的记录不同连接组别下的谐波畸变率，为装置提供了精准的谐波记录和分析。波形记录仪选用MR1200系列便携式波形监视记录仪，能够多通道、高采样、长时间显示和记录电压电流的波形，并能够进行谐波分量、矢量图等数据分析，在实验平台用于对实验数据的记录、存储、分析并实时查看电压电流变化，检查实验过程中电压电流波形的异常波动。实验设备如图4-1所示。图4-1实验设备图4.2硬件方案设计硬件电路是光伏系统的基础构成，硬件电路设计主要包括四部分，分别为跨桥开关主电路、CPU控制中心、模拟量采集电路、RS485通信总线，硬件结构关系示意图如图4-2所示。跨桥开关主电路模拟量采集电路CPU控制中心485通信总线图4-2硬件结构关系示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]三相两电平逆变器死区效应谐波分析及其补偿方法研究[J]. 焦宁,刘天琪,王顺亮,李媛. 电网技术. 2020(06)
[2]基于能源转型的中国特色电力市场建设的分析与思考[J]. 陈国平,梁志峰,董昱. 中国电机工程学报. 2020(02)
[3]分布式光伏和电动汽车接入对配电网谐波影响的分析[J]. 黄力,喻恒凝,张思东,陈后全,唐超,黄云辉. 通信电源技术. 2019(11)
[4]集中式太阳能逆变器快速MPPT方法[J]. 范瑞祥,苗洁蓉,王文彬,解大. 电机与控制学报. 2019(07)
[5]分布式光伏电站系统效率模型分析与研究[J]. 任林涛,汪飞,杨柳柳,朱文浩,袁子华. 太阳能学报. 2019(06)
[6]分布式可再生能源发电集群并网消纳关键技术及工程实践[J]. 盛万兴,吴鸣,季宇,寇凌峰,潘静,施海峰,牛耕,王中冠. 中国电机工程学报. 2019(08)
[7]太阳能光伏发电现状研究及问题分析[J]. 吴迎新,田李剑. 技术与市场. 2019(01)
[8]光伏逆变器效率及电能质量测试与分析[J]. 黄静,刘江峰,刘林东,陈富东,余振,薛洪斐. 太阳能. 2018(11)
[9]弃光现象成因及光伏产能转化路径研究——以西北地区为例[J]. 蒋莉,代翠玲,黄伟文. 中国集体经济. 2018(35)
[10]太阳能光伏发电并网拓扑结构分析[J]. 潘晓贝. 菏泽学院学报. 2018(02)
博士论文
[1]光伏并网功率调节系统及其控制的研究[D]. 汪海宁.合肥工业大学 2005
硕士论文
[1]集散式功率组合光伏并网系统的研究[D]. 王晓.西安理工大学 2019
[2]局部阴影下光伏发电最大功率点跟踪及多逆变器群控的研究[D]. 向马.西安理工大学 2019
[3]光伏并网群控系统研究[D]. 赵冬冬.中国地质大学(北京) 2017
[4]太阳能光伏发电的分析与政策建议[D]. 王阳.中国石油大学(北京) 2016
本文编号：3385044
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光伏逆变器转化效率曲线
燕山大学工程硕士学位论文-10-器不同功率点测试显示，逆变器输入功率在额定功率20%以下时，逆变器输出电流谐波畸变率明显增加，严重时甚至达到20%以上。为降低系统谐波畸变率，改善交流侧的电能质量，需要对谐波源—逆变器进行处理。通过提高逆变器的直流侧输入功率可以有效的减少输出谐波，也是本文进行组串式光伏系统直流侧重构研究的目标。图2-2逆变器不同功率点输出电流波形2.1.2组串式光伏系统发电效率分析光伏系统中发电量一直是评价光伏电站系统性能的重要指标。影响光伏系统发电量的主要因素包括光伏电站的容量、辐照度和系统效率。在一定的分布式光伏电站中，容量和辐照度不可随意改变的情况下，因尽可能提高光伏系统的发电效率，以提升光伏电站的经济效益。光伏并网逆变器负责将光伏阵列中输出的直流电转化为符合电网要求的同频、同相的交流电汇入电网，是光伏系统重要的功率变换设备。光伏并网逆变器的性能直接影响着整个光伏电站的安全、可靠、经济效益，甚至是整个光伏系统的使用寿命。对光伏并网逆变器的要求主要包括：逆变器注入电网的波形质量、逆变器的输出效率。逆变器的不合理使用对光伏并网系统的发电效率造成极大影响，主要包括在使用过程中的逆变器损耗和直流电压不在逆变器工作电压范围造成的电量损失。研究光伏并网逆变器的性能，灵活的掌握逆变器的使用方式，对于提高逆变器的发电效率至关重要。提高逆变器的转换效率可以通过降低逆变器损耗实现，采取的措
第4章光伏系统动态切换装置设计与实验-29-行谐波及功率品质分析，在实验中可实时的记录不同连接组别下的谐波畸变率，为装置提供了精准的谐波记录和分析。波形记录仪选用MR1200系列便携式波形监视记录仪，能够多通道、高采样、长时间显示和记录电压电流的波形，并能够进行谐波分量、矢量图等数据分析，在实验平台用于对实验数据的记录、存储、分析并实时查看电压电流变化，检查实验过程中电压电流波形的异常波动。实验设备如图4-1所示。图4-1实验设备图4.2硬件方案设计硬件电路是光伏系统的基础构成，硬件电路设计主要包括四部分，分别为跨桥开关主电路、CPU控制中心、模拟量采集电路、RS485通信总线，硬件结构关系示意图如图4-2所示。跨桥开关主电路模拟量采集电路CPU控制中心485通信总线图4-2硬件结构关系示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]三相两电平逆变器死区效应谐波分析及其补偿方法研究[J]. 焦宁,刘天琪,王顺亮,李媛. 电网技术. 2020(06)
[2]基于能源转型的中国特色电力市场建设的分析与思考[J]. 陈国平,梁志峰,董昱. 中国电机工程学报. 2020(02)
[3]分布式光伏和电动汽车接入对配电网谐波影响的分析[J]. 黄力,喻恒凝,张思东,陈后全,唐超,黄云辉. 通信电源技术. 2019(11)
[4]集中式太阳能逆变器快速MPPT方法[J]. 范瑞祥,苗洁蓉,王文彬,解大. 电机与控制学报. 2019(07)
[5]分布式光伏电站系统效率模型分析与研究[J]. 任林涛,汪飞,杨柳柳,朱文浩,袁子华. 太阳能学报. 2019(06)
[6]分布式可再生能源发电集群并网消纳关键技术及工程实践[J]. 盛万兴,吴鸣,季宇,寇凌峰,潘静,施海峰,牛耕,王中冠. 中国电机工程学报. 2019(08)
[7]太阳能光伏发电现状研究及问题分析[J]. 吴迎新,田李剑. 技术与市场. 2019(01)
[8]光伏逆变器效率及电能质量测试与分析[J]. 黄静,刘江峰,刘林东,陈富东,余振,薛洪斐. 太阳能. 2018(11)
[9]弃光现象成因及光伏产能转化路径研究——以西北地区为例[J]. 蒋莉,代翠玲,黄伟文. 中国集体经济. 2018(35)
[10]太阳能光伏发电并网拓扑结构分析[J]. 潘晓贝. 菏泽学院学报. 2018(02)
博士论文
[1]光伏并网功率调节系统及其控制的研究[D]. 汪海宁.合肥工业大学 2005
硕士论文
[1]集散式功率组合光伏并网系统的研究[D]. 王晓.西安理工大学 2019
[2]局部阴影下光伏发电最大功率点跟踪及多逆变器群控的研究[D]. 向马.西安理工大学 2019
[3]光伏并网群控系统研究[D]. 赵冬冬.中国地质大学(北京) 2017
[4]太阳能光伏发电的分析与政策建议[D]. 王阳.中国石油大学(北京) 2016
本文编号：3385044
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