具有电网电压支撑能力的光伏并网系统控制方法研究

发布时间：2017-07-04 00:06

  本文关键词：具有电网电压支撑能力的光伏并网系统控制方法研究

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【摘要】：由于光伏发电与常规电源不同,其所具有的时变性和不稳定性,使得光伏并网的控制方法研究研究的关键,对提升光伏并网稳定性而言具有重要的现实意义。当光伏输出电压不稳定时,通过调节DC/DC变换器得到合适的匹配电阻,实现最大功率点跟踪。当电网电压发生波动时,通过具有电网电压支撑能力的逆变器控制策略,根据电网电压缺额调节输入逆变器控制器的无功功率来稳定并网电压,可提高并网系统的稳定性。系统稳定性可以通过是否符合小干扰稳定性来判定。本文将通过理论分析和PSCAD软件仿真来研究光伏并网过程中系统控制方法及稳定性。本文的主要工作有以下几个方面：(1)首先概述了光伏发电阵列基本特性和工作原理,介绍光伏并网发电的系统结构和实现方案,随后阐述小干扰稳定性的判定要求及方法。(2)在PSCAD/EMTDC软件平台上搭建光伏并网系统,并在光照与温度不断变化的情况下研究光伏并网系统稳定性。当检测到电网电压波动时,并网逆变器的控制系统会根据无功功率-电压标准曲线计算出所需补偿的无功功率,通过调节逆变器的控制信号维持并网点电压稳定,实现对电网电压的有效支撑。(3)建立光伏并网系统的小干扰数学模型,并计算出系统矩阵的特征值,判定系统的小干扰稳定性。根据参数灵敏度分析方法优化系统与控制参数,提高系统稳定性。本文主要从理论和仿真两个方面研究具有电网电压支撑能力的光伏并网系统,研究结果表明,该方法可实现光伏的高效并网,并且当电网遭受扰动或故障时,并网逆变器根据无功功率变化调解输出电压支撑电网电压,从而提高了光伏并网的稳定性。
【关键词】：光伏发电 最大功率点跟踪 小干扰稳定性 电压控制
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题背景及意义10-12
• 1.2 光伏发电产业的发展及现状12-14
• 1.2.1 国外光伏发电产业发展及现状12-13
• 1.2.2 国内光伏发电产业发展及现状13-14
• 1.3 光伏并网控制技术的介绍14-17
• 1.4 本文的主要研究内容17-18
• 第2章 光伏并网系统的结构及稳定性分析18-33
• 2.1 光伏阵列的工作原理与基本特性18-20
• 2.2 最大功率点跟踪技术原理与实现方法20-26
• 2.2.1 最大功率点跟踪技术原理20-24
• 2.2.2 传统最大功率点跟踪技术实现方法24-26
• 2.3 光伏并网逆变器结构26-30
• 2.3.1 三相逆变器主电路拓扑结构27-28
• 2.3.2 不含隔离变压器的逆变器拓扑结构28-29
• 2.3.3 三相逆变器输出滤波器结构29-30
• 2.4 小干扰稳定性分析30-32
• 2.4.1 小干扰稳定性的基本原理30-32
• 2.4.2 小干扰稳定的灵敏度分析32
• 2.5 本章小结32-33
• 第3章 光伏并网系统多目标控制策略研究33-45
• 3.1 光伏并网发电系统的基本拓扑33-34
• 3.2 多目标光伏并网的控制方法34-39
• 3.2.1 MPPT控制方案34-35
• 3.2.2 并网逆变器电压支撑控制方案35-39
• 3.3 光伏并网系统的小干扰模型39-42
• 3.3.1 主电路小干扰模型39-41
• 3.3.2 逆变器控制小干扰模型41-42
• 3.4 小干扰仿真结果分析42-44
• 3.5 本章小结44-45
• 第4章 光伏并网的控制策略及仿真研究45-57
• 4.1 光伏发电并网系统整体仿真实现45-49
• 4.2 电网电压支撑能力仿真49-51
• 4.3 系统控制参数灵敏度分析51-55
• 4.4 本章小结55-57
• 结论与展望57-59
• 参考文献59-64
• 致谢64-65
• 附录A 攻读硕士学位期间主要研究成果65

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本文编号：515645