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大型光伏电站接入电网的技术和特性研究

作　者: 张琪祁
导　师: 徐政
学　校: 浙江大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: PSCAD/EMTDC 光伏电站接人电网光伏方阵关键技术逆变器控制最大功率点跟踪孤岛检测主动频移法动态响应特性电压暂态接入点
分类号: TM615
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

世界范围的环境污染和能源危机为新能源产业的发展提供了契机,而新能源中的太阳能更是凭借其可再生、分布广、无污染等优势获得了普通关注。其中光伏电站作为一种环境友好、能缓解电力系统现有的用电压力、能有效提高供电可靠性的发电方式,正迅速得到发展。本文针对光伏电站接入电网的技术和特性进行了研究和分析。本文的主要内容包括1)介绍了光伏电站的结构和特点;由光伏电池的等值电路引出仿真中使用的光伏方阵的数学模型,并对光伏方阵的特性进行分析。2)介绍了并网逆变器的结构和功能;详细阐述了光伏电站接入电网的关键技术,包括逆变控制策略,最大功率点跟踪方法及孤岛检测技术等。其中,详细介绍了逆变控制策略中的电流内环线性化,电压功率外环PI控制的双闭环控制,最大功率点跟踪方法中的电导增量法和孤岛检测技术中的主动移频法,为仿真研究光伏电站接入电网的关键技术提供了理论基础。3)以PSCAD/EMTDC为仿真平台,建模研究了理论分析中阐述的光伏电站接入电网的各项关键技术,并对相关的仿真波形进行了分析,为进一步模拟实际光伏电站接入电网后动态响应特性提供了基础。4)以PSCAD/EMTDC为仿真平台,搭建了实际光伏电站接入配电网的仿真模型,仿真模拟了光伏电站在常见故障及外部因素(温度、辐照度)突然变化下的动态响应特性;并以接入点的电压暂态特性为主要考虑因素,仿真研究光伏电站接入电网时接入点选择的问题,为深入探讨、分析光伏电站接入电网后对电网的影响以及研究、制定有效的应对策略提供了条件。

全文目录

致谢  6-8
摘要  8-10
Abstract  10-14
第一章绪论  14-23
  1.1 本课题的背景和意义  14-15
  1.2 光伏发电的国内外发展概况  15-18
    1.2.1 国外发展概况  15-16
    1.2.2 国内发展概况  16-18
  1.3 光伏电站的结构和特点  18-21
    1.3.1 光伏电站的结构和分类  18-20
    1.3.2 并网光伏电站的特点  20-21
  1.4 本文所做的工作  21-23
第二章光伏方阵的建模和特性  23-32
  2.1 光伏电池的等值电路  23-25
  2.2 光伏方阵的数学建模  25-28
  2.3 光伏方阵的特性分析  28-31
  2.4 本章小结  31-32
第三章光伏电站接入电网的关键技术  32-56
  3.1 光伏并网逆变器的拓扑结构和功能  32-34
  3.2 逆变控制策略  34-41
    3.2.1 逆变控制策略介绍  34-38
    3.2.2 控制策略仿真  38-41
  3.3 最大功率点跟踪策略  41-47
    3.3.1 最大功率点跟踪简介  41-45
    3.3.2 最大功率点跟踪技术仿真  45-47
  3.4 孤岛检测技术  47-55
    3.4.1 孤岛检测技术简介及重要性  47-49
    3.4.2 孤岛检测技术仿真  49-55
  3.5 本章小结  55-56
第四章光伏电站接入电网的动态响应特性  56-79
  4.1 光伏电站接入电网的模型  56-59
  4.2 正常运行状态下整个系统的响应特性  59-61
  4.3 常见故障下光伏电站接入电网的响应特性  61-69
    4.3.1 接入点处三相接地短路  61-62
    4.3.2 接入点处单相接地短路  62-64
    4.3.3 接入点处两相接地短路  64-65
    4.3.4 接入点处两相不接地短路  65-67
    4.3.5 常见故障下响应特性的比较分析  67-69
  4.4 外部条件变化下的光伏电站接入电网的响应特性  69-73
    4.4.1 温度快速变化下的动态响应特性  69-71
    4.4.2 辐照度快速变化下的动态响应特性  71-73
  4.5 考虑电网电压暂态的光伏电站接入点选择  73-77
  4.6 本章小结  77-79
第五章总结与展望  79-82
  5.1 全文总结  79-81
  5.2 研究工作展望  81-82
参考文献  82-87
作者简历  87
攻读硕士学位期间发表和录用的论文  87

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