实际电网环境下光伏发电系统控制技术研究

【摘要】：全国各大城市雾霾天气不断，环境问题不容忽视，新型可再生能源的开发利用迫在眉睫，太阳能作为一种原始能源，其利用也颇受重视，而太阳能的主要利用形式就是太阳能发电。近年全球光伏发电系统并网容量逐年上升，这也意味着，大容量并网光伏发电系统同电网之间的相互影响已不容忽视。因此，光伏发电系统并网控制的研究日益深刻，原本理想电网环境下的研究已远远不能满足实际需求，而实际电网环境下并网控制研究具有现实和重要意义。根据现代电网实际情况，本文对实际电网环境下，光伏发电系统的增强控制技术进行了研究。 本文主要对电网含有负序及5次、7次谐波情况，光伏发电系统数学模型进行了深入研究，并根据其数学模型研究其控制策略。本文的基于理想电网环境下光伏发电系统的数学模型，经过坐标变换的方式，分别建立了正向同步速、反向同步速、反向5倍同步速和正向7倍同步速四个旋转坐标系下的数学模型。在不同坐标系下数学模型的基础上，更深入地从能量守恒的角度，研究了推导出光伏发电系统的输出功率，并根据功率中所含成分，讨论了光伏发电系统并网变流器控制目标。 通过合理地分解任务，有计划的分步实施，本文不仅建立了不同电网环境下，光伏发电并网系统的数学模型，研究其控制方式。并在PSCAD/EMTDC上进行了仿真验证，不仅证实模型的正确性，也验证了控制方式的有效性。 【关键词】：光伏发电系统 实际电网环境 光伏并网系统 MPPT
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题研究背景9-12
• 1.1.1 光伏发电发展现状9-10
• 1.1.2 光伏发电发展趋势10-12
• 1.2 国内外光伏发电并网研究12-16
• 1.2.1 光伏并网变流器12-13
• 1.2.2 理想电网环境下光伏发电系统控制现状13-15
• 1.2.3 非理想电网环境下光伏发电系统控制现状15-16
• 1.3 本文的主要工作16-17
• 第2章 光伏发电系统原理及建模17-26
• 2.1 光伏发电系统17-19
• 2.1.1 光伏发电系统简介17
• 2.1.2 光伏发电系统分类17-19
• 2.2 光伏组件数学模型19-22
• 2.2.1 太阳能光伏电池简介19-20
• 2.2.2 光伏发电系统建模20-21
• 2.2.3 光伏发电系统输出特性21-22
• 2.3 光伏发电系统并网变流器数学模型22-24
• 2.4 本章小结24-26
• 第3章 光伏发电系统并网及 MPPT 控制26-36
• 3.1 光伏变流器并网方式26-27
• 3.2 光伏发电系统的 MPPT 技术27-30
• 3.2.1 电压反馈法27
• 3.2.2 电导增量法27-29
• 3.2.3 直线近似法29-30
• 3.3 光伏发电系统变流器并网控制策略30-31
• 3.4 理想电网环境下光伏发电系统仿真31-35
• 3.5 本章小结35-36
• 第4章 实际电网环境下光伏发电系统并网变流器运行控制策略36-47
• 4.1 实际电网环境对光伏发电系统的影响36-40
• 4.1.1 电网负序电压对光伏发电系统的影响37-38
• 4.1.2 电网 5 次谐波电压对光伏发电系统的影响38-39
• 4.1.3 电网 7 次电压谐波对光伏发电系统的影响39-40
• 4.2 实际电网环境下光伏发电系统并网变流器建模40-41
• 4.3 实际环境下光伏发电系统并网变流器增强控制技术41-46
• 4.4 本章小结46-47
• 第5章 结论及展望47-49
• 5.1 论文工作总结47
• 5.2 后续工作展望47-49
• 参考文献49-53
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果53-54
• 致谢54-55
• 作者简介55

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