光伏发电微网控制策略研究

【摘要】：光伏发电作为一种清洁的可再生能源发电技术，得到了快速发展。光伏发电的功率输出在很大程度上受制于光照强度等外界环境因素。随着光伏发电在微网中所占容量比重的不断增大，光伏发电对微网稳定性的影响也越来越大，传统分布式发电技术已经不能满足微网的运行要求。针对以上问题，本文提出了一种基于虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator，VSG）的光伏并网发电系统结构，并设计了系统的控制策略，使得光伏发电向电网输送的功率平滑，并对微网体现同步发电机的特性，根据负荷的波动，调节自身输出功率，维持系统频率与电压稳定，有效提高了光伏发电性能。 首先，本文研究了光伏发电系统的动态建模、运行特性及相应的控制策略。介绍了分布式光伏发电系统的结构和最大功率跟踪控制策略。 其次，本文结合光伏发电的功率-电压特性，设计了一种新型的逆变电源，即虚拟同步发电机。详细介绍了虚拟同步发电机控制原理、系统结构和建模，及其功频控制器和励磁控制器的原理和设计方法。 再次，在MATLAB/SIMUlink仿真平台上搭建了微网仿真模型，分析光伏发电的功率-电压特性，通过仿真研究了光伏发电的运行状况对微网稳定性产生的影响，接着验证了基于虚拟同步发电机的分布式光伏发电微网控制策略的功率波动平抑、调频调压、维持系统稳定性的作用。本文对每个仿真算例进行了详细分析。 【关键词】：光伏发电 虚拟同步发电机 功率控制 调频调压 微网
【学位授予单位】：东北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 课题的背景及意义9-11
• 1.2 课题国内外研究的现状11-18
• 1.2.1 光伏发电技术研究现状11-14
• 1.2.2 微网控制技术的发展现状14-18
• 1.3 课题研究的主要内容18-19
• 第2章 光伏发电基本原理及特性分析19-32
• 2.1 光伏电池的发电原理19-20
• 2.2 光伏电池工作特性20-21
• 2.3 光伏发电的数学等效模型21-24
• 2.4 光伏发电系统的结构24-26
• 2.5 最大功率跟踪控制方法26-28
• 2.6 分布式光伏发电存在的问题28-31
• 2.6.1 基于储能的光伏发电微网控制策略29
• 2.6.2 储能技术在分布式光伏发电中的应用29-30
• 2.6.3 蓄电池储能技术在分布式光伏发电系统中的应用30-31
• 2.7 本章小结31-32
• 第3章 基于虚拟同步发电机的光伏系统微网控制策略32-46
• 3.1 虚拟同步发电机控制策略的理论来源32-34
• 3.2 虚拟同步发电机的结构34-36
• 3.3 同步发电机的经典数学模型36-41
• 3.3.1 同步发电机功频控制原理38-40
• 3.3.2 虚拟同步发电机的功频控制器设计40-41
• 3.4 虚拟同步发电机励磁控制器41-45
• 3.4.1 同步发电机电压稳定控制原理41-44
• 3.4.2 虚拟同步发电机励磁控制器设计44-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第4章 基于虚拟同步发电机的光伏系统微网控制仿真46-57
• 4.1 光伏发电对微网稳定性的影响仿真46-49
• 4.1.1 环境因素对光伏发电的影响仿真46-48
• 4.1.2 基于虚拟同步发电机的光伏系统稳定性控制策略仿真48-49
• 4.2 基于虚拟同步发电机的光伏逆变电源控制策略仿真49-55
• 4.2.1 基于虚拟同步发电机的光伏逆变电源并网控制策略仿真49-52
• 4.2.2 基于虚拟同步发电机的光伏逆变电源孤岛控制策略仿真52-55
• 4.3 本章小结55-57
• 结论57-59
• 参考文献59-63
• 攻读学位期间取得的研究成果及发表的学术论文63-64
• 致谢64

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

太阳能光伏并网发电系统的研究    王飞,余世杰,苏建徽,沈玉梁

光伏并网发电系统孤岛检测技术    郭小强;赵清林;邬伟扬;

300kW光伏并网系统优化控制与稳定性分析    周德佳;赵争鸣;袁立强;冯博;

电力电子技术在微电网中的应用    黄胜利;张国伟;孔力;

微电网研究综述    鲁宗相;王彩霞;闵勇;周双喜;吕金祥;王云波;

含多种分布式电源的微网动态仿真    郭力;王成山;

微型燃气轮机微网技术方案    郭力;王成山;王守相;胡玉峰;王兵;吴小辰;

含光伏阵列及燃料电池的微网建模与仿真    陶琼;吴在军;程军照;凡勇;

基于分布式电源的微网技术    赵宏伟;吴涛涛;

分布式发电及其在电力系统中的应用研究综述    梁有伟,胡志坚,陈允平

城市公用变无功功率就地补偿可行性分析    吴跃华;李丰平;

基于80C196KC微机自动励磁调节器的设计    李家坤;

含有光伏电源的微网综述    王锡琳;

储能技术在分布式发电中的应用    严俊;赵立飞;

基于电流分解的微网功率控制策略研究    纪明伟;陈杰;栾庆磊;

太阳电池的负载匹配理论与负载变换技术    王康模;陈长缨;于志刚;刘兴华;刘小冲;赵俊;

ITO/Si/Al结构太阳电池pn结光电特性仿真研究    施敏;王强;孙玲;

基于电流单参量控制的MPPT系统的设计    洪岳;陈长缨;王康模;邓韡;傅倩;

光伏模拟器的设计及仿真验证    杨文燮;胡仁杰;卢志伟;

太阳能光伏发电低成本采暖系统研究    蒋志坚;周聃;阴振勇;

On the Topological Characteristics of Power Grids with Distributed Generation    

基于OIF-Elman网络的光伏电源最大功率点跟踪方法研究    苏刚;龚威;潘雷;高瑞;王贝贝;

Distributed Generation System Development based on Various Renewable Energy Resources    

Operation Control of Flywheel Energy Storage System with Wind Farm    

一种基于dp/dv=0的最大功率跟踪控制策略    荣延泽;刘士荣;毛军科;李松峰;

智能电网技术    刘东尧;

云电科技园智能微网研究    严玉廷;苏适;

双向AD/DC变换器对直流微电网母线电压的控制策略研究    王毅楠;苏适;朱晓荣;刘东;许丹莉;

云电科技园智能微网研究    严玉廷;苏适;

基于遗传算法的微电网多目标优化控制研究    韩肖清;刘海龙;

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

SOFC固体氧化物燃料电池分布式发电系统仿真及其潮流计算    刘杨华

考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究    钱军

变速恒频风力发电系统故障特性与保护技术研究    撖奥洋

非并网风电直供系统方案设计及控制策略研究    刘慧芳

光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究    于蓉蓉

微网控制及小信号稳定性分析与能量管理策略    苏玲

微网谐波振及电压暂降的评估与控制    雷之力

新型分布式供能系统热力特性研究    王锡

太阳能光伏发电单相并网逆变器研究    李本元

基于ARM7的配电变电所和开闭所RTU研究    张维

短路限流器在矿山供电系统中的应用研究    苏静

船舶燃气轮机—发电系统稳定性研究    张丛辉

AGC机组调节性能的模糊综合评价研究    王淑娟

含有微网的黑启动特性的研究    王钟辉

面向广域安全防御的智能电网控制操作研究    周学斌

有载调压变压器对电力系统静态电压稳定性影响的研究    朱闪闪

某单位110kV变电站综合自动化系统设计    徐国军

小型单相并网风力发电变流器的研究    冯其塔

10kW无变压器型光伏并网发电逆变器的设计与实现    刘波;王仕城;

分布式供电和冷热电联产的前景    徐建中

太阳能光伏并网发电系统的研究    王飞,余世杰,苏建徽,沈玉梁

VSC-HVDC控制器抑制风电场电压波动的研究    魏晓光;汤广福;魏晓云;迟永宁;

一种新型三相电流型逆变器的研究    吴春华;肖鹏;武慧;陈国呈;张翼;陈卫民;崔开涌;

分布式发电(电源)技术及其并网问题    胡学浩

单相并网逆变器的Deadbeat控制    黄文俊;余晓建;沈永林;

太阳能电池阵模拟器的设计和研究    饶建业;李永东;李谦;沈智宇;

分布式发电及其对电力系统的影响    梁才浩,段献忠

逆变型分布式电源控制系统的设计    王志群,朱守真,周双喜

太阳能光伏并网发电系统的研究    赵为

分布式电源接入系统的研究    胡成志

单相光伏并网逆变器的研制    张凌

国内外消息    

无线网络与有线网络连接的瓶颈速率    张少军

微网孤岛运行时基于逆变器的新型功率控制    张轩;刘进军;

基于PIC18F87J60的微网电能质量监测网络系统设计与实现    滕赢;夏明超;

含有光伏电源的微网综述    王锡琳;

微网高渗透对电网稳定性的影响分析    张佳佳;陈金富;范荣奇;

智能电网需求侧管理系统分析    陈书波;

含分布式电源的20 kV新型配电网规划    张俊潇;

微网中的储能设备及飞轮储能特性的研究    胡海松;张保会;张嵩;张伟刚;

分布式发电技术的运行控制    张昱;

微网的潮流控制策略浅析    孔宪国;

微网中复合储能的互补配置研究    梁惠施;范明天;张祖平;

云电科技园智能微网研究    严玉廷;苏适;

微网运行控制技术的研究    张昱;廖威;马早康;

微网中的储能技术研究    张章;宋海峰;

云电科技园智能微网研究    严玉廷;苏适;

逆变型分布式电源微网的复合式综合保护初探    陆健;牟龙华;

新型环保吸声材料——微网复合吸声板    杨智;

微网发展现状研究及展望    洪峰;陈金富;段献忠;

光伏微网控制技术研究    严玉廷;卢勇;

明确我国微网发展研究方向    程军照

“微网”加速宽带应用普及    本报记者 霍皓迪

微网激活视频应用    陈翔

方正视频以“微网”拯救带宽    本报记者 沈力钧

网络视频新观念    本报记者 范毅波

安奈特AT-FS7000二层微网管以太网交换机    

微网复合吸声板面世    张哲

相识蓝牙技术    爱立信公司David Blankenbeckler

网络视频与百姓“零距离接触”    筱平

集聚太阳的能量    本报记者 郝宏升　通讯员 宋立新

微网控制及运行特性分析    肖朝霞

微网发电技术若干问题研究    范元亮

微网控制及小信号稳定性分析与能量管理策略    苏玲

微网实验系统研究    杨占刚

微网及含分布式发电的配电网保护算法研究    韩奕

微网能量优化管理若干问题研究    徐立中

微网运行和电能质量控制研究    彭双剑

微网能量管理与优化设计研究    刘梦璇

分布式发电与微网系统多目标优化设计与协调控制研究    王瑞琪

微网可靠性评估模型与方法研究    罗奕

基于不同结构的微网运行控制策略研究    牛铭

微网双模式运行的控制策略研究    张纯

微网公共信息模型研究    施琳

微网系统运行控制策略的仿真分析    欧阳翚

微网故障特性分析和保护原理研究    梁明辉

含微网配电网络接线模式研究    龚小雪

微网故障分析与保护策略研究    何鑫

基于混成控制理论的微网友好并网研究    傅传宗

微网保护分析与研究    张玉海

微网供能系统交易及优化综合评价方法研究    何子君