光伏并网系统电能质量控制研究
发布时间：2022-02-09 21:43
受传统化石能源的消耗及其引起的环境问题的影响,能源结构由传统能源向可再生清洁能源逐步调整。光伏作为可再生能源的主要组成之一,以其清洁无污染、储能丰富等特点备受我国及世界各国的关注,光伏并网发电的发展规模得到了大幅度增加。光伏并网系统在工作过程中,光伏阵列受光照及温度变化的影响,加之在并网逆变实现过程中受电力器件自身的原因,经系统输出的电能质量存在直流母线电压波动及输出并网电流谐波含量高的问题,容易对配电网及用电设备的寿命及其可靠性产生严重影响。因此,本文以10kW分布式光伏并网逆变系统为研究对象,针对上述存在的电能质量问题进行具体研究并实现优化控制。（1）对光伏并网系统的基本工作原理及国内外有关光伏并网的标准进行研究,分析各国标准对电能质量问题的规范及要求,对电压波动和谐波问题进行产生机理分析,明确问题的主要根源点及解决的主要途径。（2）针对光伏阵列受外部环境影响及传统最大功率点寻优算法造成的直流母线电压波动问题,提出一种能够抑制稳态振荡的最大功率点跟踪方法,有效抑制了直流母线电压的波动,减少母线电压对后续逆变并网输出电能质量的影响。（3）针对电力器件自身因素造成的逆变输出并网电流谐波...
【文章来源】：西安工业大学陕西省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
010年以来全球装机容t及增长率
电网；西班牙自２００５年以来也开始效仿德国的政策，通过电网电价和政府补贴相结合的??激励措施，西班牙光伏产业在未来三年内发展迅速，并成为全球最大的光伏发电市场。??近年来，全球光伏发电装机容量示意图如图１．１所示。截止２０１７年，全球光伏行业还??保持着年增长率近３０％的高速增长。??３００??＝－ｒ?８０??１?丨?＾３：：??２０１０?２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５?２０１６??＿■■世界光伏装机量（ＧＷ）?＿？—年增长率（％）??图１．１?２０１０年以来全球装机容量及增长率??我国光伏产业起步较晚，早期主要以“中国光明工程项目”为主，重点在农村地区发展??离网式可再生能源发电技术。科技部在２０００年之后，将“屋顶并网光伏发电系统”列进“国??家科技攻关计划”，开始在一线城市建设大中小功率级的光伏屋顶井网发电系统。２００５年??后的“十一五”科技攻关计划中兆瓦级光伏项目开展以后，得到了进一步的发展。到２００７??年底，我国己经投建了十余个大中型光伏并网发电项目。自２０１３年我国政府推出一系列??光伏产业发展相关激励政策的推进下，光伏产业实现了快速发展，并且己经成为我国可参??与国际竞争，在能源行业内取得国际领先优势的产业之一［５＿７］。??２０１１－２０１６年我国光伏装机容量信息示意图如图１．２〇?２０１１年
光伏并网系统作为将太阳光能转化为电能并入电网的电力转换系统，主要包括光伏电??池板、直流转换单元（ＤＣ／ＤＣ）、逆变转换单元（ＤＣ／ＡＣ）、后级滤波单元及并网接口单元等，??其具体的组成结构如图２．１所示。??ｈｒＨ?Ｈ?Ｈ??变换器?丁?逆变器?滤波器?〒ＬＮ??图２．１光伏并网系统组成结构??图２．１中，ＰＶ电池利用半导体材料的光伏效应［３３］，将太阳能转变为电能，是整个系??统的核心部件；ＤＣ／ＤＣ直流变换器作为ＰＶ电池与逆变器的中间单元，主要实现光伏最??大功率点跟踪、稳压及减小输入电流纹波的功能；ＤＣ／ＡＣ逆变器将经前级处理的直流电??转换为符合电网频率及幅值特性的交流电，并通过设置合适的控制算法使输出并网的电能??质量更高［３４］；后级滤波器的存在为了滤除ＤＣ／ＡＣ逆变环节因ＰＷＭ调制导致的逆变桥臂??输出电压存在的大量开关频次及倍频次谐波电压，实现光伏并网系统友好接入公共电网。??本章将对各个组成单元基本工作原理及常用控制方法进行具体介绍。??２．２光伏电池基本原理及数学模型??２．２．１光伏电池基本工作原理??光伏电池作为整个系统电能的产生源头，其主要由Ｐ型硅和Ｎ型硅所组成的ＰＮ结构??成［３５］，具体工作原理如图２．２所示。当阳光照射ＰＮ结时，光辐射中的光子从光伏电池的??表面进入内部硅半导体。在半导体内部，形成可自由移动的电子和空穴，从而产生新的空??穴
【参考文献】：
期刊论文
[1]分布式光伏电源对配电网电压的影响研究[J]. 王晓文,张异殊,于海常,戈阳阳. 沈阳工程学院学报(自然科学版). 2019(01)
[2]基于准比例谐振积分与无差拍复合控制的光伏并网逆变控制方法研究[J]. 王晓晓,李田泽. 现代电子技术. 2018(22)
[3]光伏MPPT拓扑电路与控制策略仿真研究[J]. 乔颖硕,周健,王波,叶金晶,黄勇亮. 电源技术. 2018(10)
[4]分布式光伏电源对配电网电压波动的影响研究[J]. 陈懿,刘涤尘,吴军,陈炜,徐雨田. 电测与仪表. 2018(14)
[5]三相四线制逆变器并网电流复合控制策略[J]. 万振东,王艺博,蔡国伟,韩小岗. 电力电子技术. 2018(07)
[6]新型非隔离型三相三电平光伏并网逆变器及其漏电流抑制研究[J]. 郭小强,朱铁影. 电工技术学报. 2018(01)
[7]基于二自由度PI控制的逆变器研究[J]. 袁义生,胡根连,袁世英. 电力电子技术. 2017(11)
[8]光伏电池实用模型及最大功率跟踪控制研究[J]. 侯庆伟,肖健梅,陈晨,王锡淮. 控制工程. 2017(S1)
[9]中国太阳能光伏发电产业现状及展望[J]. 曹烨,张捷杰,邱国玉. 节能与环保. 2017(11)
[10]供配电系统电能质量问题及其改善措施[J]. 李国民. 电子技术与软件工程. 2017(17)
博士论文
[1]分布式光伏并网系统关键问题研究[D]. 贝太周.天津大学 2016
硕士论文
[1]光伏并网系统电能质量问题改善研究[D]. 张晨晨.华中科技大学 2016
[2]光伏并网发电中输出滤波器的研究[D]. 郜阳.西南交通大学 2013
本文编号：3617686
【文章来源】：西安工业大学陕西省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
010年以来全球装机容t及增长率
电网；西班牙自２００５年以来也开始效仿德国的政策，通过电网电价和政府补贴相结合的??激励措施，西班牙光伏产业在未来三年内发展迅速，并成为全球最大的光伏发电市场。??近年来，全球光伏发电装机容量示意图如图１．１所示。截止２０１７年，全球光伏行业还??保持着年增长率近３０％的高速增长。??３００??＝－ｒ?８０??１?丨?＾３：：??２０１０?２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５?２０１６??＿■■世界光伏装机量（ＧＷ）?＿？—年增长率（％）??图１．１?２０１０年以来全球装机容量及增长率??我国光伏产业起步较晚，早期主要以“中国光明工程项目”为主，重点在农村地区发展??离网式可再生能源发电技术。科技部在２０００年之后，将“屋顶并网光伏发电系统”列进“国??家科技攻关计划”，开始在一线城市建设大中小功率级的光伏屋顶井网发电系统。２００５年??后的“十一五”科技攻关计划中兆瓦级光伏项目开展以后，得到了进一步的发展。到２００７??年底，我国己经投建了十余个大中型光伏并网发电项目。自２０１３年我国政府推出一系列??光伏产业发展相关激励政策的推进下，光伏产业实现了快速发展，并且己经成为我国可参??与国际竞争，在能源行业内取得国际领先优势的产业之一［５＿７］。??２０１１－２０１６年我国光伏装机容量信息示意图如图１．２〇?２０１１年
光伏并网系统作为将太阳光能转化为电能并入电网的电力转换系统，主要包括光伏电??池板、直流转换单元（ＤＣ／ＤＣ）、逆变转换单元（ＤＣ／ＡＣ）、后级滤波单元及并网接口单元等，??其具体的组成结构如图２．１所示。??ｈｒＨ?Ｈ?Ｈ??变换器?丁?逆变器?滤波器?〒ＬＮ??图２．１光伏并网系统组成结构??图２．１中，ＰＶ电池利用半导体材料的光伏效应［３３］，将太阳能转变为电能，是整个系??统的核心部件；ＤＣ／ＤＣ直流变换器作为ＰＶ电池与逆变器的中间单元，主要实现光伏最??大功率点跟踪、稳压及减小输入电流纹波的功能；ＤＣ／ＡＣ逆变器将经前级处理的直流电??转换为符合电网频率及幅值特性的交流电，并通过设置合适的控制算法使输出并网的电能??质量更高［３４］；后级滤波器的存在为了滤除ＤＣ／ＡＣ逆变环节因ＰＷＭ调制导致的逆变桥臂??输出电压存在的大量开关频次及倍频次谐波电压，实现光伏并网系统友好接入公共电网。??本章将对各个组成单元基本工作原理及常用控制方法进行具体介绍。??２．２光伏电池基本原理及数学模型??２．２．１光伏电池基本工作原理??光伏电池作为整个系统电能的产生源头，其主要由Ｐ型硅和Ｎ型硅所组成的ＰＮ结构??成［３５］，具体工作原理如图２．２所示。当阳光照射ＰＮ结时，光辐射中的光子从光伏电池的??表面进入内部硅半导体。在半导体内部，形成可自由移动的电子和空穴，从而产生新的空??穴
【参考文献】：
期刊论文
[1]分布式光伏电源对配电网电压的影响研究[J]. 王晓文,张异殊,于海常,戈阳阳. 沈阳工程学院学报(自然科学版). 2019(01)
[2]基于准比例谐振积分与无差拍复合控制的光伏并网逆变控制方法研究[J]. 王晓晓,李田泽. 现代电子技术. 2018(22)
[3]光伏MPPT拓扑电路与控制策略仿真研究[J]. 乔颖硕,周健,王波,叶金晶,黄勇亮. 电源技术. 2018(10)
[4]分布式光伏电源对配电网电压波动的影响研究[J]. 陈懿,刘涤尘,吴军,陈炜,徐雨田. 电测与仪表. 2018(14)
[5]三相四线制逆变器并网电流复合控制策略[J]. 万振东,王艺博,蔡国伟,韩小岗. 电力电子技术. 2018(07)
[6]新型非隔离型三相三电平光伏并网逆变器及其漏电流抑制研究[J]. 郭小强,朱铁影. 电工技术学报. 2018(01)
[7]基于二自由度PI控制的逆变器研究[J]. 袁义生,胡根连,袁世英. 电力电子技术. 2017(11)
[8]光伏电池实用模型及最大功率跟踪控制研究[J]. 侯庆伟,肖健梅,陈晨,王锡淮. 控制工程. 2017(S1)
[9]中国太阳能光伏发电产业现状及展望[J]. 曹烨,张捷杰,邱国玉. 节能与环保. 2017(11)
[10]供配电系统电能质量问题及其改善措施[J]. 李国民. 电子技术与软件工程. 2017(17)
博士论文
[1]分布式光伏并网系统关键问题研究[D]. 贝太周.天津大学 2016
硕士论文
[1]光伏并网系统电能质量问题改善研究[D]. 张晨晨.华中科技大学 2016
[2]光伏并网发电中输出滤波器的研究[D]. 郜阳.西南交通大学 2013
本文编号：3617686
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