光伏发电参与电力系统频率调节控制策略研究
发布时间：2022-12-10 17:19
开发利用可再生能源是推进能源低碳化转型和应对环境变化的国家战略,光伏发电联网是实现太阳能大规模开发利用的有效途径,光伏大规模联网劣化了电力系统功率调控能力,大幅光伏发电功率波动给电力系统运行调控带来了严峻挑战,迫切需求光伏发电主动参与电力系统频率调节,本文围绕光伏发电参与电力系统一、二次频率调节策略展开研究。在双级式光伏发电系统的基本运行原理研究中,建立了不同工况下（温度T、光照强度S）光伏电池阵列发电功率与其端电压的匹配关系,分析了光伏阵列输出功率与输出电压在变工况条件下的动态关系;建立了双级式光伏发电系统拓扑结构及其数学模型,包括网侧逆变器拓扑结构和Boost变换器拓扑结构;研究了双级式光伏发电的基本工作原理与控制策略,包括光伏阵列的最大功率追踪控制策略和限功率运行控制策略、网侧变流器控制策略以及Boost变换器控制策略;建立了双级式光伏发电系统的仿真模型,包括光伏逆变器的开关模型和等值模型;分析了双级式光伏逆变器的秒级功率输出性能。在光伏发电系统的调频控制研究中,针对光伏发电参与电力系统一次频率调节问题,研究了有功功率-频率下垂控制策略和虚拟惯量控制策略,提出了两种基于P-U外特...
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及研究意义
1.2 光伏发电国内外发展现状
1.2.1 国外发展现状
1.2.2 国内发展现状
1.3 光伏调频研究现状
1.4 本文的主要工作
第2章 双级式光伏发电系统运行原理及建模
2.1 双级式光伏发电系统数学模型
2.2 光伏阵列建模
2.2.1 光伏电池数学模型
2.2.2 光伏阵列简化模型
2.2.3 光伏电池阵列的输出特性分析
2.3 双级式光伏发电系统控制策略
2.3.1 Boost变换器控制策略
2.3.2 网侧逆变器控制策略
2.4 双级式光伏发电系统仿真建模
2.4.1 双级式光伏逆变器联网运行仿真模型
2.4.2 双级式光伏逆变器等值仿真模型
2.4.3 双级式光伏逆变器的秒级功率输出性能研究
2.5 本章小结
第3章 光伏发电系统的调频控制策略研究
3.1 调频的技术需求分析
3.2 常规的双级式光伏发电主动参与电网频率调节控制策略
3.2.1 有功功率-频率下垂控制
3.2.2 虚拟惯量控制
3.2.3 仿真算例验证
3.3 新型的双级式光伏发电主动参与电网频率调节控制策略
3.3.1 基于P-U外特性的调频控制策略Ⅰ
3.3.2 基于P-U外特性的调频控制策略Ⅱ
3.4 适应电网侧AGC不同控制模式的光伏发电参与电网频率调节
3.4.1 一次调频控制策略
3.4.2 二次调频控制策略
3.4.3 光伏发电与电网侧AGC协调控制的二次频率调节策略
3.4.4 仿真算例验证
3.5 本章小结
第4章 光伏发电主动参与电力系统频率调节的机理分析
4.1 传统电力系统频率响应模型
4.2 电力系统频率响应特性分析
4.3 光伏发电调频控制策略的定性分析
4.3.1 常规虚拟惯量控制策略的定性分析
4.3.2 基于P-U外特性的调频控制策略Ⅰ的定性分析
4.3.3 基于P-U外特性的调频控制策略Ⅱ的定性分析
4.4 仿真算例验证
4.4.1 常规虚拟惯量控制策略仿真验证
4.4.2 基于P-U外特性调频控制策略Ⅰ仿真验证
4.4.3 基于P-U外特性调频控制策略Ⅱ仿真验证
4.4.4 外界光照强度变化时调频控制策略仿真分析
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]面向机电暂态分析的光伏发电参与电网频率调节控制策略[J]. 孙铭爽,贾祺,张善峰,杨慧彪. 电力系统保护与控制. 2019(18)
[2]多光伏发电参与电网频率调节的动态协调机理[J]. 贾祺,严干贵,张善峰,孙铭爽,丁茂生,张迪. 电力系统自动化. 2019(24)
[3]双级式光伏发电主动参与电网频率调节[J]. 李旭涛,贾祺,项丽,田蓓. 电力系统保护与控制. 2019(12)
[4]双级式光伏发电虚拟惯量控制策略[J]. 杨慧彪,贾祺,项丽,严干贵,张善峰,李旭涛. 电力系统自动化. 2019(10)
[5]虚拟同步发电机转动惯量和阻尼系数协同自适应控制策略[J]. 杨赟,梅飞,张宸宇,缪惠宇,陈虹妃,郑建勇. 电力自动化设备. 2019(03)
[6]基于变步长功率跟踪的有功备用式PV-VSG控制策略[J]. 张海峥,张兴,李明,张行,管玮琦,赵为. 电力系统自动化. 2019(05)
[7]一种有功备用式光伏虚拟同步控制策略[J]. 张海峥,张兴,李明,张行,管玮琦,赵为. 电网技术. 2019(02)
[8]基于变减载率的光伏发电参与电网调频控制策略[J]. 钟诚,周顺康,严干贵,丁茂生. 电工技术学报. 2019(05)
[9]具有同步发电机特性的储能型光伏并网发电系统研究[J]. 徐华电,苏建徽,施永,王一丁,杜燕. 控制理论与应用. 2018(07)
[10]大电网中虚拟同步发电机惯量支撑与一次调频功能定位辨析[J]. 秦晓辉,苏丽宁,迟永宁,郭强,徐希望. 电力系统自动化. 2018(09)
博士论文
[1]单相双级光伏并网逆变器拓扑及其控制策略研究[D]. 刘江.华中科技大学 2019
[2]含间歇性电源的电力系统优化调度研究[D]. 李洪美.东南大学 2015
[3]基于改进型准Z源的光伏并网发电系统关键技术研究[D]. 孙博.东南大学 2015
[4]开关电感型准Z源光伏并网逆变系统关键技术研究[D]. 邓凯.东南大学 2015
[5]大型光伏电站逆变器并网控制策略及稳定性分析[D]. 杨明.重庆大学 2014
硕士论文
[1]光伏发电系统最大功率点跟踪技术研究[D]. 王深茏.山东工商学院 2019
[2]大型光伏电站并网频率控制策略研究[D]. 赵蓓.华北电力大学 2015
本文编号：3717187
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及研究意义
1.2 光伏发电国内外发展现状
1.2.1 国外发展现状
1.2.2 国内发展现状
1.3 光伏调频研究现状
1.4 本文的主要工作
第2章 双级式光伏发电系统运行原理及建模
2.1 双级式光伏发电系统数学模型
2.2 光伏阵列建模
2.2.1 光伏电池数学模型
2.2.2 光伏阵列简化模型
2.2.3 光伏电池阵列的输出特性分析
2.3 双级式光伏发电系统控制策略
2.3.1 Boost变换器控制策略
2.3.2 网侧逆变器控制策略
2.4 双级式光伏发电系统仿真建模
2.4.1 双级式光伏逆变器联网运行仿真模型
2.4.2 双级式光伏逆变器等值仿真模型
2.4.3 双级式光伏逆变器的秒级功率输出性能研究
2.5 本章小结
第3章 光伏发电系统的调频控制策略研究
3.1 调频的技术需求分析
3.2 常规的双级式光伏发电主动参与电网频率调节控制策略
3.2.1 有功功率-频率下垂控制
3.2.2 虚拟惯量控制
3.2.3 仿真算例验证
3.3 新型的双级式光伏发电主动参与电网频率调节控制策略
3.3.1 基于P-U外特性的调频控制策略Ⅰ
3.3.2 基于P-U外特性的调频控制策略Ⅱ
3.4 适应电网侧AGC不同控制模式的光伏发电参与电网频率调节
3.4.1 一次调频控制策略
3.4.2 二次调频控制策略
3.4.3 光伏发电与电网侧AGC协调控制的二次频率调节策略
3.4.4 仿真算例验证
3.5 本章小结
第4章 光伏发电主动参与电力系统频率调节的机理分析
4.1 传统电力系统频率响应模型
4.2 电力系统频率响应特性分析
4.3 光伏发电调频控制策略的定性分析
4.3.1 常规虚拟惯量控制策略的定性分析
4.3.2 基于P-U外特性的调频控制策略Ⅰ的定性分析
4.3.3 基于P-U外特性的调频控制策略Ⅱ的定性分析
4.4 仿真算例验证
4.4.1 常规虚拟惯量控制策略仿真验证
4.4.2 基于P-U外特性调频控制策略Ⅰ仿真验证
4.4.3 基于P-U外特性调频控制策略Ⅱ仿真验证
4.4.4 外界光照强度变化时调频控制策略仿真分析
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]面向机电暂态分析的光伏发电参与电网频率调节控制策略[J]. 孙铭爽,贾祺,张善峰,杨慧彪. 电力系统保护与控制. 2019(18)
[2]多光伏发电参与电网频率调节的动态协调机理[J]. 贾祺,严干贵,张善峰,孙铭爽,丁茂生,张迪. 电力系统自动化. 2019(24)
[3]双级式光伏发电主动参与电网频率调节[J]. 李旭涛,贾祺,项丽,田蓓. 电力系统保护与控制. 2019(12)
[4]双级式光伏发电虚拟惯量控制策略[J]. 杨慧彪,贾祺,项丽,严干贵,张善峰,李旭涛. 电力系统自动化. 2019(10)
[5]虚拟同步发电机转动惯量和阻尼系数协同自适应控制策略[J]. 杨赟,梅飞,张宸宇,缪惠宇,陈虹妃,郑建勇. 电力自动化设备. 2019(03)
[6]基于变步长功率跟踪的有功备用式PV-VSG控制策略[J]. 张海峥,张兴,李明,张行,管玮琦,赵为. 电力系统自动化. 2019(05)
[7]一种有功备用式光伏虚拟同步控制策略[J]. 张海峥,张兴,李明,张行,管玮琦,赵为. 电网技术. 2019(02)
[8]基于变减载率的光伏发电参与电网调频控制策略[J]. 钟诚,周顺康,严干贵,丁茂生. 电工技术学报. 2019(05)
[9]具有同步发电机特性的储能型光伏并网发电系统研究[J]. 徐华电,苏建徽,施永,王一丁,杜燕. 控制理论与应用. 2018(07)
[10]大电网中虚拟同步发电机惯量支撑与一次调频功能定位辨析[J]. 秦晓辉,苏丽宁,迟永宁,郭强,徐希望. 电力系统自动化. 2018(09)
博士论文
[1]单相双级光伏并网逆变器拓扑及其控制策略研究[D]. 刘江.华中科技大学 2019
[2]含间歇性电源的电力系统优化调度研究[D]. 李洪美.东南大学 2015
[3]基于改进型准Z源的光伏并网发电系统关键技术研究[D]. 孙博.东南大学 2015
[4]开关电感型准Z源光伏并网逆变系统关键技术研究[D]. 邓凯.东南大学 2015
[5]大型光伏电站逆变器并网控制策略及稳定性分析[D]. 杨明.重庆大学 2014
硕士论文
[1]光伏发电系统最大功率点跟踪技术研究[D]. 王深茏.山东工商学院 2019
[2]大型光伏电站并网频率控制策略研究[D]. 赵蓓.华北电力大学 2015
本文编号：3717187
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