含分布式電源的配電網(wǎng)電能質(zhì)量分析
本文關(guān)鍵詞:含分布式電源的配電網(wǎng)電能質(zhì)量分析,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:近些年來,全球人口的不斷增加和經(jīng)濟的迅猛發(fā)展使得傳統(tǒng)能源的需求量接連增長,同時能源損耗所帶來的能源短缺和環(huán)境污染問題也日益嚴峻。在這種情況下分布式電源應(yīng)運而生,它既減少了環(huán)境污染,又減緩了不可再生能源的損耗。但是隨之而來的是,當分布式電源并網(wǎng)時,其突然的使用或者電網(wǎng)側(cè)發(fā)生短路接地故障都可能會對電網(wǎng)造成巨大的影響。本課題便在建立分布式電源并網(wǎng)仿真模型的基礎(chǔ)上,針對并網(wǎng)點的諧波影響及治理和暫態(tài)電能質(zhì)量進行了仿真研究,主要工作如下:根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成和特點,建立了光伏陣列和并網(wǎng)逆變器的數(shù)學(xué)模型,提出了基于升壓型變換器的MPPT控制和電壓電流雙環(huán)控制策略。在Matlab平臺上建立光伏發(fā)電系統(tǒng)模型進行仿真。仿真結(jié)果表明所提出的控制策略是切實可行的,能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)側(cè)的電壓和電流曲線為同頻反相的正弦波,且光伏陣列的輸出功率能很快地追蹤到最大功率并以最大功率穩(wěn)定地運行。分析了并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)造及工作特點,建立了風(fēng)力機、永磁同步發(fā)電機、換流器的數(shù)學(xué)模型,提出了機側(cè)采用零d軸電流控制、網(wǎng)側(cè)采用電壓定向矢量控制的控制策略,調(diào)制波信號的產(chǎn)生采用了電壓空間矢量脈寬調(diào)制,在Matlab平臺上建立了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),并對各種故障情況進行仿真分析。仿真結(jié)果為:正常風(fēng)速下,電網(wǎng)電壓和電流為標準的正弦波,直流側(cè)電壓恒定不變;電網(wǎng)電壓跌落故障中,風(fēng)力機幾乎不受影響,但電網(wǎng)側(cè)及直流側(cè)影響很大;短路接地故障中,單相短路接地故障對系統(tǒng)影響不大,三相短路故障對系統(tǒng)影響很大。表明了所建立仿真模型與所提出控制策略的正確有效性。研究了光伏和風(fēng)機并網(wǎng)后引起的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)電能質(zhì)量問題,在建立的并網(wǎng)光伏和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)仿真模型的基礎(chǔ)上,首先,提出了采用p qi?i檢測法檢測諧波、采用有源濾波器來減少諧波的策略,并在Matlab平臺上進行模型建立和諧波治理仿真。仿真結(jié)果表明:采用有源濾波器之后,能夠?qū)崿F(xiàn)波形由原來的畸變波變?yōu)檎也?且光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點的諧波畸變率由43.48%降為17.67%,風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點的諧波畸變率由原來的30.32%降為11.80%。其次,對建立的兩種系統(tǒng)模型進行暫態(tài)電能質(zhì)量仿真分析。仿真結(jié)果表明:單相接地故障會引起電壓暫降和脈沖暫態(tài),三相短路接地故障會引起電壓暫降、電壓中斷和暫態(tài)振蕩;故障距離并網(wǎng)點越近,電壓暫降的程度越大;跟光伏發(fā)電系統(tǒng)相比,風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)對于故障點的距離敏感度更高;而對脈沖暫態(tài)和振蕩暫態(tài)的敏感度卻不高。
【關(guān)鍵詞】:并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng) 并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng) 穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量 諧波 暫態(tài)電能質(zhì)量
【學(xué)位授予單位】:太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TM711
【目錄】:
- 摘要3-5
- ABSTRACT5-10
- 第一章 緒論10-16
- 1.1 分布式電源發(fā)電技術(shù)的研究近況10-13
- 1.1.1 光伏發(fā)電技術(shù)在國內(nèi)外的研究近況10-12
- 1.1.2 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在國內(nèi)外的研究近況12-13
- 1.2 含分布式電源的電能質(zhì)量的研究現(xiàn)狀13-15
- 1.3 本文的主要工作15-16
- 第二章 分布式電源并網(wǎng)造成的電能質(zhì)量問題16-22
- 2.1 本文研究的分布式電源主要形式16-18
- 2.1.1 太陽能發(fā)電16-17
- 2.1.2 風(fēng)力發(fā)電17-18
- 2.2 分布式電源并網(wǎng)時對電網(wǎng)電能質(zhì)量的作用原理18-20
- 2.2.1 分布式電源并網(wǎng)對穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量的影響18-19
- 2.2.2 分布式電源并網(wǎng)對暫態(tài)電能質(zhì)量的影響19-20
- 2.3 本章小結(jié)20-22
- 第三章 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)仿真模型的搭建22-34
- 3.1 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)22-23
- 3.2 光伏電池模型的搭建23-25
- 3.2.1 光伏電池等效電路結(jié)構(gòu)23-24
- 3.2.2 光伏電池數(shù)學(xué)模型的建立24-25
- 3.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)的MPPT控制方法25-28
- 3.3.1 基于升壓型變換器的MPPT控制25-26
- 3.3.2 擾動觀察法26-28
- 3.4 并網(wǎng)逆變器28-30
- 3.4.1 微電網(wǎng)PWM逆變器拓撲結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型的建立28
- 3.4.2 電壓電流雙環(huán)控制28-30
- 3.5 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的仿真分析30-32
- 3.6 本章小結(jié)32-34
- 第四章 并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)仿真模型的搭建34-60
- 4.1 風(fēng)力機數(shù)學(xué)模型34-36
- 4.1.1 貝茲理論34-36
- 4.1.2 風(fēng)力機的空氣動力學(xué)模型36
- 4.2 永磁同步發(fā)電機的數(shù)學(xué)模型36-39
- 4.3 PMSG換流器的協(xié)同控制策略39-50
- 4.3.1 全功率換流器(FRC)技術(shù)39-41
- 4.3.2 全功率變流器數(shù)學(xué)模型41-45
- 4.3.3 背靠背PWM變流器協(xié)調(diào)控制策略45-50
- 4.4 電壓空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)50-53
- 4.5 并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)仿真分析53-58
- 4.6 本章小結(jié)58-60
- 第五章 分布式電源并網(wǎng)后的電能質(zhì)量仿真分析60-80
- 5.1 電能質(zhì)量影響分類60-63
- 5.1.1 并網(wǎng)后的穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量影響分類60-62
- 5.1.2 并網(wǎng)后的暫態(tài)電能質(zhì)量影響分類62-63
- 5.2 基于i_p-i_q檢測法的并網(wǎng)點諧波影響分析63-69
- 5.2.1 基于i_p-i_q檢測法的諧波檢測模型的建立64-66
- 5.2.2 有源濾波器(APF)模型的建立66-69
- 5.3 電能質(zhì)量分析69-79
- 5.3.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)后諧波及電能質(zhì)量分析69-73
- 5.3.2 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)后諧波及電能質(zhì)量分析73-79
- 5.4 本章小結(jié)79-80
- 第六章 總結(jié)與展望80-82
- 6.1 全文總結(jié)80-81
- 6.2 展望81-82
- 參考文獻82-86
- 致謝86-88
- 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文88
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