兆瓦级光伏电站并网技术的研究

【摘要】：目前,化石能源的使用面临着即将枯竭、导致全球变暖等问题,而开发利用可再生能源可以极大的缓解上述问题。太阳能是绿色、安全、环保的可再生能源,利用太阳能发电是很有发展前景的新能源技术。但是,太阳能电站实现大规模的并网发电还是需要解决很多的问题。 本文最先介绍了光伏并网的控制器和逆变器,重点研究了光伏并网系统中存在的特殊问题,即最大功率点追踪、孤岛效应的检测和提高公共接入点电压的稳定性。首先,通过对光伏电池的数学模型的分析,研究了常用最大功率点追踪方法的原理和特点,并提出每种方法的控制流程和策略;其次,基于分布式发电系统的基本原理,分析常用有源和无源孤岛检测方法的原理和特点,并计算得到相关方法的检测盲区;最后,以电力系统无功潮流分析为基础,分析无功补偿与公共接入点电压稳定之间的关系,并得到不同静止无功补偿器的工作特点和应用环境。 通过MATLAB中的SIMUlink模块库和PSAT软件包对所研究问题进行仿真、潮流分析。结果证明:通过使用最大功率点追踪控制可以很好的提高光伏电池的转换效率;通过使用孤岛检测,可以保证电网的安全;通过无功功率的补偿可以提高公共接入点的电压稳定性。 通过综合利用这些控制方法可以实现光伏电站的并网运行,提高光伏并网电站运行的稳定性、经济性和安全性。 【关键词】：光伏发电系统 最大功率点追踪 孤岛效应 无功功率补偿
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-13
• §1-1 引言8-9
• 1-1-1 发电系统发展概述及面临的问题8-9
• 1-1-2 太阳能利用概述9
• §1-2 太阳能光伏发电系统9-11
• 1-2-1 太阳电池概述9-10
• 1-2-2 光伏系统概述10-11
• §1-3 光伏发电技术的应用11-12
• 1-3-1 独立光伏系统的应用11-12
• 1-3-2 并网光伏系统的利用12
• §1-4 本文的研究内容和方案12-13
• 第二章 光伏并网系统的电力电子控制13-20
• §2-1 太阳能光伏系统的并网要求13
• §2-2 太阳能光伏系统系统控制器13-16
• 2-2-1 充放电控制器原理13-15
• 2-2-2 检测电路15-16
• §2-3 太阳能光伏并网系统逆变器16-19
• 2-3-1 光伏系统与交流电网并联的控制与保护17
• 2-3-2 光伏并网逆变器17-19
• §2-4 本章小结19-20
• 第三章 太阳能光伏并网逆变器最大功率点追踪(MPPT)控制的设计20-32
• §3-1 光伏电池概述20-22
• 3-1-1 光伏电池等值电路20
• 3-1-2 光伏电池数学模型和工程模型20-21
• 3-1-3 升压斩波电路在控制中的应用21-22
• §3-2 最大功率点追踪方法分析22-28
• §3-3 人工智能技术在MPPT 中的应用28-31
• 3-3-1 神经网络在MPPT 中的应用28-30
• 3-3-2 模糊控制在MPPT 中的应用30-31
• §3-4 本章小节31-32
• 第四章 太阳能光伏并网系统孤岛效应的检测32-41
• §4-1 孤岛效应概述32-34
• 4-1-1 孤岛效应的危害分析32
• 4-1-2 孤岛检测概述32-34
• §4-2 孤岛效应的远程检测34-35
• §4-3 孤岛效应的本地检测35-38
• 4-3-1 无源孤岛效应的检测35-37
• 4-3-2 有源孤岛效应的检测37-38
• §4-4 孤岛效应的非检测区38-40
• §4-5 本章小结40-41
• 第五章 无功功率补偿与公共接入点(PCC)电压稳定41-50
• §5-1 无功功率补偿的基本理论41-43
• 5-1-1 动态无功补偿41-42
• 5-1-2 并联无功补偿42-43
• §5-2 无功补偿在提高光伏并网系统公共点电压稳定性中的作用43-46
• 5-2-1 无功潮流与系统电压稳定性43-44
• 5-2-2 并联无功补偿对电力系统潮流的影响44-46
• §5-3 静止无功补偿器SVC46-49
• §5-4 本章小结49-50
• 第六章 系统仿真分析和结论50-61
• §6-1 系统仿真与分析模型50-56
• 6-1-1 光伏系统仿真模型51-52
• 6-1-2 MPPT 仿真模型52-54
• 6-1-3 被动法孤岛检测仿真模型54-55
• 6-1-4 PCC 点电压稳定分析模型55-56
• §6-2 仿真分析结果分析56-60
• 6-2-1 光伏系统仿真结果56-57
• 6-2-2 最大功率点追踪仿真结果57-58
• 6-2-3 孤岛检测仿真结果58-59
• 6-2-4 PCC 电压控制分析结果59-60
• §6-3 本章小结60-61
• 第七章 全文结论61-62
• 参考文献62-64
• 致谢64

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