大容量光伏电站直流并网拓扑方案及其仿真研究

发布时间：2017-09-17 06:51

  本文关键词：大容量光伏电站直流并网拓扑方案及其仿真研究

  更多相关文章： 光伏电站 电压源型换流器 柔性直流输电 直流并网 直流电压偏差

【摘要】：光伏发电站近几年来在我国发展迅速,我国光伏电站装机容量已居全球第一,加上环境污染问题,尤其的雾霾的大范围产生,具有清洁、无排放的光伏电站逐渐被关注,各地光伏电站建设呈现蓬勃趋势。然而,随着光伏电站建设规模扩大,光伏电站的消纳成为难点,位于偏远地区的大容量光伏电站的远距离输送是光伏电站电能消纳的主要关键突破点。当前,基于电压源型的高压直流输电(VSC-HVDC)技术已逐渐用于大规模可再生能源发电厂的远程电网接入。其良好的无功补偿能力、电压稳定性,在一定程度上减少了新能源入网对电网旋转备用的需求,促进了可再生能源的消纳。本文着重研究大容量光伏电站结合基于电压源型换流器的高压直流输电技术的并网方案,并对方案进行仿真,验证方案的有效性,主要工作如下：1)分析了光伏电站和VSC-HVDC系统数学模型,构建光伏电站、VSC-HVDC并网的仿真模型,对光伏电站输出功率特性进行研究,分析光照强度变化对光伏电站输出功率影响程度。建立了光伏电站经双变换直流并网拓扑方案的仿真模型,此方案中光伏电站电能经过了DC-AC-DC的双变换过程,对光照强度变化引起的输出功率波动,VSC-HVDC系统的双换流站控制采用有功功率和直流电压进行控制,同时进行无功功率补偿控制,可有效降低直流电压波动偏差。2)设计了光伏电站通过级联直流变换器经VSC-HVDC并网拓扑方案,并建立其仿真模型,针对光伏发电模块出力波动问题,提出了一种带有功率死区的直流电压-功率偏差斜率控制策略,根据光伏电站特有功率波动情况进行斜率与偏差调节,具有功率死区特性可以避免因临时性功率变化导致直流电压反复波动变化,保持电压稳定性。3)设计了光伏电站经直流变压器直流并网拓扑方案,并建立其仿真模型,该方案的特点是可扩展性好。采用VSC-HVDC系统换流站电压-功率协调控制与该方案光伏发电子模块的端电压调节控制相配合的控制策略,对每个光伏发电子模块进行控制,以应对光照强度变化引起的端电压变化,在保持直流电压稳定基础上,减小出力变化后各个光伏发电子模块端电压偏差,保证安全耐压范围。
【关键词】：光伏电站 电压源型换流器 柔性直流输电 直流并网 直流电压偏差
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 课题背景及意义11-12
• 1.1.1 课题背景11-12
• 1.1.2 课题意义12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.3 本文主要的研究内容15-17
• 第二章 光伏并网发电站数学模型17-36
• 2.1 光伏电池数学模型17-21
• 2.2 DC/DC变换器及MPPT控制21-26
• 2.2.1 DC/DC变换器21-22
• 2.2.2 最大功率点追踪(MPPT)控制22-26
• 2.3 光伏逆变器模型26-35
• 2.4 本章小结35-36
• 第三章 VSC-HVDC系统拓扑及其控制策略36-51
• 3.1 VSC-HVDC系统36-40
• 3.1.1 VSC-HVDC系统架构36-38
• 3.1.2 VSC-HVDC系统数学模型38-40
• 3.2 VSC-HVDC控制技术40-45
• 3.3 VSC-HVDC控制策略45-49
• 3.3.1 直流电压-功率斜率控制策略46
• 3.3.2 直流电压-功率偏差控制策略46-48
• 3.3.3 改进直流电压-功率偏差斜率控制策略48-49
• 3.4 本章小结49-51
• 第四章 大容量光伏电站经双变换直流并网拓扑仿真分析51-74
• 4.1 光伏电站经双变换并网拓扑系统51-55
• 4.1.1 系统拓扑51-52
• 4.1.2 直流系统52-55
• 4.2 光伏电站经双变换并网拓扑系统仿真模型55-62
• 4.2.1 光伏电池组件仿真模型55-59
• 4.2.2 DC/AC逆变仿真模型59-62
• 4.3 并网仿真62-73
• 4.4 本章小结73-74
• 第五章 大容量光伏电站经级联DC/DC变换器直流并网拓扑仿真74-88
• 5.1 光伏电站经级联DC/DC变换器并网拓扑系统74-75
• 5.1.1 系统拓扑74
• 5.1.2 发电模块均压特性分析74-75
• 5.2 光伏电站经级联DC/DC变换器并网拓扑系统模型75-80
• 5.2.1 光伏发电模块模型75-79
• 5.2.2 VSC换流站控制79-80
• 5.3 并网仿真分析80-87
• 5.4 本章小结87-88
• 第六章 大容量光伏电站经直流变压器直流并网拓扑仿真88-100
• 6.1 光伏电站经直流变压器并网拓扑系统88-90
• 6.1.1 系统拓扑88
• 6.1.2 直流变压器88-90
• 6.2 光伏电站经直流变压器并网拓扑系统模型90-93
• 6.3 并网仿真分析93-98
• 6.4 三种并网拓扑方案小结98-99
• 6.5 本章小结99-100
• 第七章 结论与展望100-103
• 7.1 结论100-101
• 7.2 展望101-103
• 参考文献103-108
• 致谢108-109
• 攻读学位期间发表的论文109

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 许洪华;深圳1兆瓦并网光伏电站发电[J];太阳能;2004年05期

2 张跃;马勇刚;李自应;;云南德援光伏电站[J];太阳能;2006年04期

3 ;发改委:中国将建设首个大型沙漠光伏电站[J];山东电力技术;2008年06期

4 曾星;;国内将兴建首座普及型光伏电站[J];发电设备;2008年04期

5 章从福;;发改委称国家将在甘肃建首个大型沙漠光伏电站[J];半导体信息;2009年01期

6 ;山东省最大光伏电站将建成[J];山东电力高等专科学校学报;2009年05期

7 ;我国第二批光伏电站特许权招标最低价曝光[J];电源世界;2010年09期

8 ;国内规模最大光伏电站年底发电[J];华东电力;2010年09期

9 ;国内最大光伏电站在济宁并网[J];青海电力;2010年03期

10 ;全球最大光伏电站项目已获准启动[J];可再生能源;2010年06期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 杨建;杨宇东;胡会永;史红丽;;乌兰并网光伏电站设计体会[A];2011建筑工程电气技术文集[C];2011年

2 顾文;王红星;徐敦彬;陈士军;;光伏电站接入电网影响分析[A];第六届电力工业节能减排学术研讨会论文集[C];2011年

3 潘捷;任浩翰;戴成鸿;周彬;;上海崇明前卫太阳能光伏电站的运行实践和成果[A];新形势下长三角能源面临的新挑战和新对策——第八届长三角能源论坛论文集[C];2011年

4 许颖文;陆成;;分布式光伏电站的数据采集研究[A];第七届电力工业节能减排学术研讨会论文集[C];2012年

5 刘宏;李田珍;岳兴华;;中德财政合作青海太阳能项目光伏电站设计与运行[A];第十届中国太阳能光伏会议论文集：迎接光伏发电新时代[C];2008年

6 陈祥;;基于机理模型的并网光伏电站实时效率分析[A];战略性新兴产业的培育和发展——首届云南省科协学术年会论文集[C];2011年

7 陈祥;;基于机理模型的并网光伏电站实时效率分析[A];2011年云南电力技术论坛论文集（入选部分）[C];2011年

8 谢宁;罗安;马伏军;陈燕东;帅智康;;光伏电站与配电网谐波交互影响[A];分布式发电、智能微电网与电能质量——第三届全国电能质量学术会议暨电能质量行业发展论坛论文集[C];2013年

9 王民浩;谢小平;余荣祖;王霁雪;郭雁珩;易跃春;杨存龙;魏显贵;李伟宏;原向阳;曹海滨;庞秀岚;;光伏电站信息化管理系统研发[A];电力行业信息化优秀成果集2013[C];2013年

10 陈祥;;大型并网光伏电站的设计与探讨[A];2011年云南电力技术论坛论文集（入选部分）[C];2011年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 王东芹　余宽平;大成硅1MW光伏电站项目获批[N];镇江日报;2010年

2 记者 胡义伟;中利科技光伏电站业务快速增长[N];上海证券报;2012年

3 记者 贾明;青海百兆瓦光伏电站集成技术研究取得新进展[N];青海日报;2012年

4 王林;西班牙光伏商投资日本光伏电站[N];中国能源报;2012年

5 李伟;中盛光电承建罗马尼亚最大光伏电站[N];中国能源报;2012年

6 本报记者 李晓辉;航天机电“瘦身”聚焦光伏电站建设[N];中国证券报;2012年

7 记者 李钊;中国企业进军海外光伏电站市场[N];科技日报;2012年

8 记者 周建越;光伏电站建到加拿大[N];苏州日报;2012年

9 记者 张旭东;光伏电站的“春天”也需谨慎[N];第一财经日报;2012年

10 李瞧;江西晶科能源与国开行建海外光伏电站[N];中国工业报;2012年

中国博士学位论文全文数据库 前6条

1 马聪;大型光伏电站故障检测与控制技术[D];山东大学;2016年

2 毕锐;光伏电站有功功率控制相关关键技术研究[D];合肥工业大学;2016年

3 谢宁;大型光伏电站电能质量分析与补偿系统研究[D];湖南大学;2015年

4 李乃永;电网接纳光伏电站并网运行的适应性及对策研究[D];山东大学;2012年

5 杨明;大型光伏电站逆变器并网控制策略及稳定性分析[D];重庆大学;2014年

6 秦志龙;计及相关性的含风电场和光伏电站电力系统可靠性评估[D];重庆大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王涛;光伏电站建设对靖边县土壤、植被的影响研究[D];西北农林科技大学;2015年

2 徐晓龙;基于LabVIEW的光伏电站数据监测系统研究[D];陕西科技大学;2015年

3 宋丹丹;并网型光伏电站发电量预测方法的研究[D];辽宁工业大学;2016年

4 黎金锋;计及户用分布式光伏电站的智能家庭能效管理系统研究[D];上海交通大学;2015年

5 胡蔚;四川阿坝州光伏电站投资项目可行性研究[D];重庆大学;2015年

6 陈湘如;并网光伏电站运行特性分析及发电预测[D];东南大学;2015年

7 李焕奇;计及汇聚效应的大规模光伏电站群外送输电容量优化配置研究[D];东北电力大学;2016年

8 宋艳青;光伏电站运行中电缆的故障诊断及仿真计算[D];青海大学;2016年

9 江玲;电网故障期间并网光伏电站的运行策略研究[D];华中科技大学;2014年

10 毛文桦;光伏电站有功功率特性分析及相关软件开发[D];华中科技大学;2014年

，

本文编号：867903