并网光伏逆变器并网特性研究

发布时间：2017-06-29 17:09

  本文关键词：并网光伏逆变器并网特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,新能源产业得到蓬勃发展,其中最引人注目和成长最快的新能源是光伏产业,光伏发电逐渐成为未来智能电网中配电网主角。然而光伏发电在电网中的渗透率快速增长以及其与传统发电特点不同造成电网的冲击是不可忽视的,所以有必要对其并网各种特性以及与电网的交互电网支持特性进行研究。光伏发电系统中对电网影响最核心的器件是光伏逆变器,所以本文对光伏逆变器的并网特性展开研究,光伏逆变器的电力电子器件与传统的发电装置有其特殊的控制方式和特征。本文在总结并网光伏逆变器的电路拓扑、电力电子器件特性、电能质量要求和逆变器控制技术基础上,采取理论与实践相结合的技术路线,对光伏逆变器的并网特性进行了全面的研究,主要工作如下:1、从理论和实践上分析光伏发电系统在微电网的应用碰到的问题,指出光伏发电系统并网特性基本上由光伏逆变器的单体特性决定。通过分析光伏逆变器的拓扑和控制原理,指出光伏逆变器主要通过三个方面对微电网产生交互特性:电能质量、静态电网支持和电网故障暂态稳定性。2、分析了并网光伏逆变器的功率因数和谐波特性,指出了与原有的国内标准测试方法中无法体现其控制和工作特性的地方,实际测定其基波功率因数、间谐波和高频谐波的特殊性。同时对于大功率并网光伏逆变器的电压波动在原有标准的小电流测试阻抗网络无法实现展开理论分析,通过虚拟电网阻抗的方法在测试平台实现了对大功率光伏逆变器大电流产生闪变的测定,这种方法可以有效区分光伏逆变器实际的电压波动而不是来自其他发电单元或负载的影响。3、通过测定光伏逆变器并网的有功和无功的控制特性,指出其在电网稳态运行时可以对电网频率和电压有效支撑,给出了频率-有功特性和电压控制的两种方式:有功输出-功率因数和远程无功响应。对于光伏逆变器的暂态稳定性,通过分析其在电网故障电压暂降时正序电压,电流和功率的过程特性,提出光伏逆变器与传统发电机功角稳定不一样的地方。通过搭建Matlab光伏逆变器并网模型来模拟并网特性,特别是其暂态特性,本文建立一套对实验室的实测数据及计算机建模的关系细致校验方法,可以检测模型是否合理和有效4、对于以上关于光伏逆变器的并网特性分析总结后,本文也指出了现行的国内光伏行业标准对光伏逆变器的并网特性测定时不足和值得改进的地方。本文通过理论分析、建模仿真和试验验证分析,得出了与实际情况相符的结论。所采用的技术方法和得到的结果,对于光伏发电技术的应用和逆变器装置的改进具有很好的参考价值,对于我国相关标准适应新的应用要求的完善也有重要的参考意义。
【关键词】：并网光伏逆变器 并网特性 电能质量 暂态稳定性
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-14
• 1.1 课题研究的背景与意义11-12
• 1.2 光伏微网国内外发展现状12-13
• 1.3 本文的主要研究内容和工作13-14
• 第二章 光伏电站及发电系统14-25
• 2.1 光伏发电系统分类14-15
• 2.2 光伏逆变器分类15-17
• 2.3 一般光伏电站及其内部结构17-18
• 2.4 光伏电站及其升压变压器18-19
• 2.5 光伏电站并网的一些问题19-24
• 2.5.1 电压偏差19-21
• 2.5.2 电压不平衡21-22
• 2.5.3 快速电压波动与闪变22-23
• 2.5.4 其他问题23-24
• 2.6 本章小结24-25
• 第三章 并网逆变器与电网交互特性25-32
• 3.1 光伏逆变器的控制结构25-27
• 3.2 分布式发电分类及基本研究方法27-28
• 3.3 光伏逆变器的电气结构和建模28-31
• 3.4 本章小结31-32
• 第四章 光伏逆变器特性检测及分析32-64
• 4.1 光伏逆变器引起电网的电能质量问题和稳定性问题32
• 4.2 光伏逆变器并网的功率因数32-35
• 4.3 谐波问题35-40
• 4.4 直流注入分量 （非隔离型）40-41
• 4.5 电压闪变41-44
• 4.6 光伏逆变器的频率有功响应44-46
• 4.7 有功调度控制46-47
• 4.8 无功调度控制47-49
• 4.9 暂态稳定性49-56
• 4.9.1 低电压穿越49
• 4.9.2 低电压穿越的基波正序评估方式49-51
• 4.9.3 低电压穿越的测试平台及设定51-53
• 4.9.4 低电压穿越的测试数据53-56
• 4.10 暂态稳定模型验证56-62
• 4.10.1 曲线拟合57-59
• 4.10.2 基于故障特点分类分时59-60
• 4.10.3 误差分析60-62
• 4.11 本章小结62-64
• 结论与展望64-66
• 参考文献66-68
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果68-69
• 致谢69-70
• 答辩委员会对论文的评定意见70

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本文编号：498638