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微网中光伏发电系统的电能质量分析与控制

作　者: 李淅
导　师: 李庚银
学　校: 华北电力大学（北京）
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 光伏发电系统微网电能质量多功能复用
分类号: TM711
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着全球能源危机和节能减排战略计划的推进,可再生能源大量接入微网给本地负荷供电已是大势所趋,其中并网光伏发电系统以其环保、低噪声、适用范围广等特点而备受青睐。而微网作为未来主要的供电方式之一,对其电能质量的研究具有十分重要的意义,需要不断寻找先进的控制策略和改善措施来提高微网电能质量以满足用户日益敏感的用电需求。不同于传统电源,光伏发电系统的输出功率存在间歇性和不确定性,并采用大量的电力电子换流装置和复杂的控制策略并网,这给微网带来了新的电能质量问题。通过对光伏系统结构、运行特性及控制策略的研究,本文分析了光伏系统及微网的的主要电能质量问题及其影响因素,并提出了相应的改善措施以提高电能质量,实现优质供电。微网中还存在大量非线性负荷,带来了严重的谐波污染及无功不足,考虑到微电源的并网接口是影响电能质量的一个关键环节,本文对光伏系统并网逆变器的控制策略进行了改进和功能拓展,使其能同时实现最大有功功率输出、谐波抑制及无功功率补偿三重功能的复用,如此一来微电源承担了更多电能质量调节职责,从源头处改善了微网的电能质量,并减少了其它电能质量补偿设备的投资,提高运行经济性。在PSCAD/EMTDC平台上搭建了多功能光伏发电系统及以此为微电源的简单微网数学模型,通过仿真分析研究光伏系统的电能质量问题,分析所提出的各种改善措施的补偿效果。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-14
  1.1 研究背景  9-10
    1.1.1 微网的产生和应用前景  9-10
    1.1.2 光伏发电系统的发展前景  10
  1.2 国内外研究现状  10-12
    1.2.1 国外研究现状  10-11
    1.2.2 国内研究现状  11-12
  1.3 主要研究内容  12-14
第2章微网运行及电能质量分析  14-20
  2.1 微网的运行与控制  14-15
  2.2 微网电能质量特性分析及治理  15-18
    2.2.1 电能质量基本概念  15
    2.2.2 微网电能质量特性分析  15-17
    2.2.3 微网电能质量的治理  17-18
  2.3 光伏发电系统对微网电能质量的影响  18-19
  2.4 本章小结  19-20
第3章光伏发电系统电能质量分析  20-36
  3.1 光伏发电系统的分类及对比  20-21
  3.2 光伏阵列工作特性及工程模型仿真  21-25
  3.3 最大功率点跟踪算法对电能质量的影响及改进  25-27
  3.4 升压电路对电能质量的影响及改进措施  27-30
  3.5 三相光伏并网逆变器的电能质量分析  30-34
    3.5.1 逆变器结构及控制策略选择  30-31
    3.5.2 并网逆变器电能质量影响因素  31-33
    3.5.3 并网逆变器的仿真实现  33-34
  3.6 光伏系统改善电能质量的措施  34-35
  3.7 本章小结  35-36
第4章带滤波功能的光伏并网逆变器  36-43
  4.1 结合有源滤波技术的逆变器功能扩展  36
  4.2 谐波及无功电流检测的实现  36-39
  4.3 多功能逆变器的合成指令电流设计  39-41
  4.4 带滤波功能逆变器的仿真实现  41-42
  4.5 本章小结  42-43
第5章多功能光伏系统仿真分析  43-59
  5.1 并网光伏系统电能质量仿真分析  43-50
  5.2 多功能光伏系统改善电网电能质量的效果  50-57
  5.3 简单微网仿真模型  57-58
  5.4 本章小结  58-59
第6章结论与展望  59-61
参考文献  61-65
附录  65-66
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  66-67
致谢  67

微网中光伏发电系统的电能质量分析与控制

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