本文關(guān)鍵詞：弱電網(wǎng)建模與光伏滲透率提高方法研究

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【摘要】：隨著社會經(jīng)濟及科技創(chuàng)新的飛速發(fā)展,人們越來越多的將目光轉(zhuǎn)向可再生能源。在我國,光伏電站建設(shè)已經(jīng)成為電網(wǎng)建設(shè)新的重要組成部分。在偏遠地區(qū)、荒漠地區(qū)以及部分農(nóng)村地區(qū),電網(wǎng)由于各變電站間距離較長,輸電半徑大,并且存在多級變壓,使得電網(wǎng)的等效阻抗變大,導(dǎo)致該部分地區(qū)與外部電網(wǎng)聯(lián)系較弱,呈現(xiàn)弱電網(wǎng)特性。在弱電網(wǎng)環(huán)境下,電網(wǎng)響應(yīng)速度、穩(wěn)定性和供電可靠性變差。隨著光伏并網(wǎng)容量的逐步增加,光伏并弱電網(wǎng)導(dǎo)致的并網(wǎng)電壓不穩(wěn)定、輸入諧波增大等一系列問題也愈發(fā)明顯,影響電網(wǎng)電能質(zhì)量,也阻礙光伏發(fā)電技術(shù)的進一步應(yīng)用和發(fā)展。本文針對以上問題,研究弱電網(wǎng)建模方法,從附加電氣設(shè)備、光伏自身控制以及系統(tǒng)整體優(yōu)化計算三個角度對光伏弱電網(wǎng)進行優(yōu)化設(shè)計,以提高弱電網(wǎng)下光伏滲透率。本文針對光伏弱電網(wǎng)的定義,確定弱電網(wǎng)環(huán)境的特征參數(shù),建立光伏弱電網(wǎng)簡化模型,探究傳輸線型號、長度及光伏功率因數(shù)對電壓穩(wěn)定性的影響,構(gòu)建較為完善的弱電網(wǎng)簡化模型,探究光伏并網(wǎng)點電壓穩(wěn)定性,計算光伏滲透率水平。其次,針對弱電網(wǎng)下電力系統(tǒng)的容升效應(yīng),建立傳輸線補償模型,精確計算補償度,提出采用晶閘管控制電抗器對系統(tǒng)容性無功進行補償?shù)姆椒�。通過系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)仿真對補償前后電壓輸出波形效果和光伏滲透率值的改變進行分析。此外,在負載大幅波動條件下分析弱電網(wǎng)下光伏并網(wǎng)點電壓升高的原因,提出有功功率約束-無功電壓調(diào)節(jié)的外環(huán)控制,電流內(nèi)環(huán)控制的雙環(huán)控制策略,保證系統(tǒng)在特殊情況下(如負載大范圍變化時)的電壓穩(wěn)定性,通過暫態(tài)仿真對系統(tǒng)控制前后的效果進行對比和分析。最后,在系統(tǒng)層面上,對光伏弱電網(wǎng)進行光伏電源選址定容的優(yōu)化配置計算,對IEEE典型33節(jié)點電網(wǎng)進行參數(shù)修改,將其修改成弱電網(wǎng),采用改進多目標微分進化算法對系統(tǒng)進行仿真優(yōu)化,得到優(yōu)化后的光伏并網(wǎng)位置及合理的光伏并網(wǎng)容量,并計算弱電網(wǎng)的最大光伏滲透率。
【關(guān)鍵詞】：光伏滲透率 弱電網(wǎng)建模 無功補償 逆變器控制 光伏選址定容
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM615;TM743
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題背景及研究意義8-9
• 1.2 光伏發(fā)電研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 光伏弱電網(wǎng)建模研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4 光伏滲透率及其計算的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.5 提高光伏滲透率方法的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.6 本文主要研究內(nèi)容15-16
• 第2章 光伏弱電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)建模方法16-31
• 2.1 光伏弱電網(wǎng)建模理論基礎(chǔ)16-18
• 2.1.1 光伏弱電網(wǎng)定義16-17
• 2.1.2 光伏弱電網(wǎng)簡化模型17-18
• 2.2 光伏弱電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性影響因素分析18-28
• 2.2.1 功率因數(shù)對電壓穩(wěn)定性的影響20-23
• 2.2.2 弱電網(wǎng)下傳輸線長度對電壓穩(wěn)定性的影響23-25
• 2.2.3 傳輸線型號對電壓穩(wěn)定性的影響25-28
• 2.3 光伏弱電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)潮流計算28-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第3章 無功補償裝置提高弱電網(wǎng)光伏滲透率31-43
• 3.1 弱電網(wǎng)下輸電線路無功功率分析31-34
• 3.1.1 電力系統(tǒng)容升原理31-33
• 3.1.2 無功功率平衡調(diào)節(jié)與電網(wǎng)電壓的關(guān)系33-34
• 3.2 容性無功功率補償方法及補償容量計算34-37
• 3.2.1 容性無功功率補償方法34-35
• 3.2.2 容性無功功率補償容量計算35-37
• 3.3 利用無功補償裝置提高光伏滲透率仿真分析37-42
• 3.3.1 靜態(tài)無功補償仿真37-39
• 3.3.2 24小時動態(tài)無功補償仿真39-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第4章 特殊情況下弱電網(wǎng)光伏滲透率提高方法43-53
• 4.1 弱電網(wǎng)下光伏并網(wǎng)電壓升高原理43-44
• 4.2 弱電網(wǎng)下光伏并網(wǎng)逆變器控制策略44-46
• 4.3 考慮特殊情況下滲透率的極限仿真分析46-52
• 4.3.1 未使用電壓電流控制時的滲透率極限分析46-48
• 4.3.2 采用電壓電流控制時的滲透率極限分析48-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第5章 弱電網(wǎng)下光伏選址定容優(yōu)化提高光伏滲透率53-64
• 5.1 改進多目標進化算法原理53-56
• 5.1.1 多目標進化算法53
• 5.1.2 新型多目標微分進化算法53-56
• 5.2 分布式電源選址定容數(shù)學模型56-59
• 5.2.1 目標函數(shù)56-57
• 5.2.2 約束條件57-58
• 5.2.3 光伏電源多目標選址定容優(yōu)化流程58-59
• 5.3 IEEE33節(jié)點光伏弱電網(wǎng)建模及仿真59-63
• 5.3.1 IEEE33節(jié)點光伏弱電網(wǎng)59-60
• 5.3.2 弱電網(wǎng)選址定容仿真優(yōu)化設(shè)計60-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-66
• 參考文獻66-70
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文70-72
• 致謝72

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本文編號：1100059