光伏电源并网控制策略及低电压穿越能力研究

【摘要】：随着我国能源压力的进一步增大,发展太阳能光伏发电必然会成为我国能源发展领域的主要战略。但是由于太阳能光伏发电的输出具有波动性,这一先天的因素在很大程度上抑制了太阳能光伏电源的大规模并网运行,因此研究太阳能光伏电源并网控制策略及低电压穿越控制策略将有着非常重要的意义,对推动太阳能光伏发电的进一步发展有着非常大的帮助。本文立足于实际,主要提出了太阳能光伏电源并网控制策略和低电压穿越控制技术,具有很强的针对性。首先通过学习国内外相关文献,全面了解太阳能光伏发电的发展现状及面临的问题,引出并网控制策略和低电压穿越控制策略两大问题。建立了光伏电池模型,并运用MATLAB仿真分析的方法分析了光伏电池输出特性随外界温度和光照强度的变化情况,运用变步长最大功率跟踪的方法对其进行控制,建立了逆变器模型,分析了光伏电源直流电压控制策略。然后,简述了太阳能光伏电源的并网控制策略,建立了PI控制策略模型和无差拍控制策略模型,分析了控制原理。通过仿真模拟的方式分析了提出的控制方法的有效性。对比分析了PI控制和无差拍控制方式的特点,建议针对不同的实际环境应用不同的控制方法。最后,详细分析了国内外对光伏电源低电压穿越能力的要求,了解到光伏电源低电压穿越能力的目的和适用范围。分析了常见的低电压穿越控制策略的特点,总结出并联耗能电阻的方法能够在很大程度上改善低电压穿越能力,并通过仿真分析的方法验证了提出的方法的可行性。为了不增加额外的投资,提出了采用无差拍控制法实现低电压穿越能力的提升,通过控制控制信号的占空比实现当电网发生电压跌落时,光伏电源通过牺牲有功输出而增大无功输出,对电网起到有力的支撑。相关仿真和实例也证实了该方法的可行性。 【关键词】：光伏发电 并网控制 低电压穿越 建模 PI控制 无差拍控制
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 研究背景和意义8-11
• 1.1.1 光伏发电产生的背景8-9
• 1.1.2 光伏发电发展现状9-10
• 1.1.3 光伏发电并网面临的问题10-11
• 1.1.4 光伏电源低电压穿越能力11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 光伏并网控制策略研究现状11-13
• 1.2.2 光伏电源低电压穿越研究现状13-15
• 1.3 本文主要工作15-16
• 第2章 并网光伏电源建模16-25
• 2.1 电池板建模分析16-19
• 2.2 最大功率跟踪研究19-22
• 2.3 逆变器建模分析22-24
• 2.4 电压控制24
• 2.5 本章小结24-25
• 第3章 光伏电源并网控制策略研究25-33
• 3.1 PI控制策略25-29
• 3.2 无差拍并网控制策略29-32
• 3.3 本章小结32-33
• 第4章 光伏电源低电压穿越能力研究33-45
• 4.1 相关规范对低电压穿越能力的要求33-37
• 4.1.1 国内规范对低电压穿越能力的要求33-35
• 4.1.2 国外规范对低电压穿越能力的要求35-37
• 4.2 常见低电压穿越控制策略37-38
• 4.3 安装耗能装置的控制策略38-40
• 4.4 无差拍控制策略40-42
• 4.5 实例验证42-43
• 4.6 本章小结43-45
• 第5章 结论与展望45-47
• 参考文献47-51
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果51-52
• 致谢52

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