【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步,人們對(duì)能源提出越來(lái)越高的要求,尋找新能源成為當(dāng)前人類(lèi)面臨的迫切課題。太陽(yáng)能是綠色清潔的可再生能源,與其他的資源相比,太陽(yáng)能資源沒(méi)有枯竭的危險(xiǎn)、綠色環(huán)保、資源分布廣泛、受地域限制小、維護(hù)簡(jiǎn)單且維護(hù)費(fèi)用較低、控制方式靈活、不受交通等外界因素制約,有著其無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。光伏發(fā)電是目前城市電網(wǎng)供電系統(tǒng)電源的很好補(bǔ)充和替代,在未來(lái)必將成為非常重要的發(fā)電技術(shù)。但是,目前國(guó)內(nèi)對(duì)光伏電站并網(wǎng)運(yùn)行機(jī)理、特性、相關(guān)的控制策略的研究較為匱乏,尤其體現(xiàn)在光伏電站的整體建模、穩(wěn)定性檢測(cè)和并網(wǎng)后對(duì)并網(wǎng)系統(tǒng)的影響及對(duì)策等方面的深入研究。就以上這些方面,本文以10MW光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)的設(shè)計(jì)方案為研究重點(diǎn),介紹光伏發(fā)電的背景、現(xiàn)狀及其原理,論述并網(wǎng)光伏電源的技術(shù)特點(diǎn),分析光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、光伏組件、最大功率點(diǎn)跟蹤控制,搭建光伏電源模型,提出含LCL濾波器的逆變器控制策略,并確定LCL濾波器參數(shù)。基于MATLAB/SMULINK系統(tǒng)建立10MW光伏發(fā)電系統(tǒng)的整體模型,并實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)仿真計(jì)算。本文以河北省石家莊市平山三峽光伏電站為例,以實(shí)際工程規(guī)劃方案、并網(wǎng)方案以及相鄰電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為依據(jù),結(jié)合光伏電站并網(wǎng)的技術(shù)要求及設(shè)計(jì)方案,主要深入分析與研究光伏電站并網(wǎng)后對(duì)并網(wǎng)系統(tǒng)的潮流計(jì)算、電壓分析、短路電流、網(wǎng)絡(luò)損耗等各種方面的影響,并提出相應(yīng)的對(duì)策從而優(yōu)化光伏電站的并網(wǎng)接入方案。
【圖文】：

根據(jù)系統(tǒng)中是否含有儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)還可分為可調(diào)度式系統(tǒng)和不可調(diào)度式系統(tǒng)，二者之間顯著的差別在于是否帶有直流儲(chǔ)能單元。圖2-1 可調(diào)度式與不可調(diào)度式光伏電站拓?fù)淇烧{(diào)度式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)可以對(duì)系統(tǒng)不間斷供電，在一定程度上抑制諧波，，從而提高電能質(zhì)量，進(jìn)而改善電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量和提高發(fā)電系統(tǒng)的可靠性。但由于含有儲(chǔ)能設(shè)備，存在壽命短、價(jià)格貴、體積大、環(huán)境污染等弱點(diǎn)，因此可調(diào)度式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)無(wú)法大范圍應(yīng)用。根據(jù)光伏并網(wǎng)變換器的變化，由單級(jí)向多級(jí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)展，將光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)模型分為以下三種[3]：1）單級(jí)式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)模型電網(wǎng)DCAC光伏陣列 逆變器PV圖2-2單級(jí)式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)模型單級(jí)式是指光伏電站直接通過(guò)逆變器并網(wǎng)，沒(méi)有DC／DC（直流升壓）環(huán)節(jié)。這種系統(tǒng)模式控制算法較為復(fù)雜，所有的控制算法都通過(guò)一個(gè)并網(wǎng)逆變器來(lái)實(shí)現(xiàn)

= 10.35MW。圖3-2 標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境狀況下的光伏電源仿真模型0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 100002468101214U/VI/AUm=792VIm=13070APm= 10.35MW×1030 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000024681012×106U/VP/W最大功率點(diǎn)Pm=10.35MWUm=792V圖 3-3 光伏電源仿真輸出電壓與電流波形圖 圖 3-4 光伏電源仿真輸出電壓與功率波形圖圖 3-3 和圖 3-4 分別是在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境狀況下的光伏電源 I-U 和 P-U 特性曲線圖，即當(dāng)T = 25℃、S = 1000 2 時(shí)，最大功率點(diǎn)運(yùn)行在 = 13070 、 = 792 、 = = 10.35 。從上圖可以看出，在環(huán)境溫度T和光照強(qiáng)度S一定的情況下，光伏電源曲線只有一個(gè)最大功率點(diǎn)。同時(shí)可以看出，光伏電源是一個(gè)非線性直流電源，既非恒壓，又非恒流。環(huán)境溫度T和光照強(qiáng)度S對(duì)光伏電源的輸出特性有顯著的影響。因此，對(duì)光伏電源的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行仿真分析，就要改變環(huán)境溫度和光照強(qiáng)度條件
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TM615

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2568060