分布式光伏發(fā)電站的并網(wǎng)控制技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-12-10 17:50
由于我國(guó)所處的地理位置,儲(chǔ)量可觀的太陽(yáng)能資源條件得天獨(dú)厚。發(fā)展可再生太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù),對(duì)于兌現(xiàn)節(jié)能減排的國(guó)際承諾、建設(shè)美麗中國(guó)至關(guān)重要。由于傳統(tǒng)比例積分并網(wǎng)控制技術(shù)受系統(tǒng)參數(shù)影響較大,當(dāng)逆變系統(tǒng)受擾、交流電網(wǎng)電壓不平衡時(shí)并網(wǎng)逆變器輸出電流波形畸變率較大。有必要對(duì)電網(wǎng)適應(yīng)性強(qiáng)、魯棒性能優(yōu)越的并網(wǎng)控制技術(shù)進(jìn)行研究,完成分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤控制及并網(wǎng)逆變控制的設(shè)計(jì)后,對(duì)20MW分布式光伏發(fā)電站項(xiàng)目展開(kāi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)基于所選擇的兩級(jí)式并網(wǎng)逆變器MPPT單環(huán)控制結(jié)構(gòu),研究一種能夠滿足系統(tǒng)運(yùn)行可靠與穩(wěn)定性要求的改進(jìn)可變步長(zhǎng)電導(dǎo)增量MPPT控制算法。在MATLAB/Simulink仿真環(huán)境下搭建含前級(jí)DC/DC變換器的分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)模型,在DC/DC變換環(huán)節(jié)實(shí)施改進(jìn)電導(dǎo)增量法以追蹤光伏系統(tǒng)的最大輸出功率。(2)設(shè)計(jì)了基于超螺旋算法的二階滑模控制策略以實(shí)現(xiàn)DC/AC逆變過(guò)程,該控制算法并網(wǎng)電流畸變率低,動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度更快;在電網(wǎng)電壓不平衡時(shí)能夠消除并網(wǎng)電流的負(fù)序分量,保證并網(wǎng)電流的正弦化;該控制不需要鎖相環(huán),避免了電壓正負(fù)序分量的分解;贛ATLA...
【文章來(lái)源】:河北科技大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-4分布式光伏系統(tǒng)的并網(wǎng)結(jié)構(gòu)
河北科技大學(xué)碩士學(xué)位論文14與擾動(dòng)觀測(cè)方法相比,基于功率預(yù)測(cè)電導(dǎo)增量法能夠消除光伏陣列在最大功率點(diǎn)處的功率振蕩和對(duì)于最大功率點(diǎn)的誤判,且實(shí)現(xiàn)過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單,控制更為可靠,當(dāng)外界溫度、太陽(yáng)輻照度發(fā)生較大變化時(shí),依然能夠準(zhǔn)確追蹤最大功率點(diǎn)[44];與基于人工智能算法的最大功率跟蹤算法相比,基于功率預(yù)測(cè)電導(dǎo)增量法控制算法簡(jiǎn)單,需要整定的控制參數(shù)少,且在最大功率尋優(yōu)的過(guò)程中對(duì)初值選取的要求較為寬松;綜合實(shí)際工程項(xiàng)目可靠性要求及經(jīng)濟(jì)型原則,該控制方法的具體實(shí)現(xiàn)所選用傳感器、數(shù)字信號(hào)處理器等相關(guān)硬件的造價(jià)也相對(duì)合理。2.4仿真分析2.4.1光伏并網(wǎng)仿真系統(tǒng)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2-6所示,系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池陣列、DC/DC變換器、DC/AC逆變器、公共交流電網(wǎng)、交流負(fù)載和變壓器等部件。每個(gè)太陽(yáng)能電池陣列由64個(gè)光伏發(fā)電單元并聯(lián)組成,每個(gè)光伏發(fā)電單元由5個(gè)組件串聯(lián)而成,每個(gè)光伏組件的最大功率為315kW。DC/DC變換器采用最大功率跟蹤控制,使用電導(dǎo)增量法追蹤最大功率。DC/AC逆變器將500V直流電轉(zhuǎn)換成380V交流電。圖2-6光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)仿真結(jié)構(gòu)2.4.2光伏電池MPPT仿真通過(guò)改變輻照度和溫度觀察對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)功率的影響。光伏系統(tǒng)初始狀態(tài)輻照度為600W/m2,溫度為25℃,1s時(shí)輻照度由600W/m2變?yōu)?000W/m2,1.5s時(shí)輻照度由1000W/m2變?yōu)?00W/m2,輻照度變化如圖2-7(a)所示。2s時(shí)溫度由25℃變
第2章光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤控制15為40℃,2.5s時(shí)溫度恢復(fù)到25℃,溫度變化如圖2-7(b)所示。得到光伏系統(tǒng)發(fā)電功率的變化如圖2-7(c)所示,可以看出,光伏發(fā)電功率隨著輻照度的增強(qiáng)而增大,隨外界溫度的升高而減;并且相較于輻照度變化的情況,外界溫度變化時(shí)光伏系統(tǒng)發(fā)電功率的波動(dòng)程度校00.511.522.538009001000700t/s輻照度/W/m2(a)輻照度t/s00.511.522.532025303540溫度/℃(b)溫度00.511.522.53100200300400500光伏功率Ppv/kWt/s(c)光伏發(fā)電功率圖2-7輻照度與溫度變化時(shí)光伏發(fā)電功率變化2.4.3光伏并網(wǎng)系統(tǒng)輸出特性設(shè)置光伏系統(tǒng)輻照度為600W/m2,溫度為25℃,光伏組件電壓如圖2-8所示,Boost電路輸出直流電壓如圖2-9所示?梢钥闯,這兩者電壓均能在較短時(shí)間達(dá)到穩(wěn)定。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國(guó)分布式可再生能源發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J]. 韓雪,任東明,胡潤(rùn)青. 中國(guó)能源. 2019(06)
[2]基于電導(dǎo)增量法與改進(jìn)粒子群算法混合控制的最大功率點(diǎn)跟蹤策略[J]. 徐建國(guó),王海新,沈建新. 可再生能源. 2019(06)
[3]光伏系統(tǒng)功率跟蹤算法的仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)及其實(shí)現(xiàn)[J]. 肖文波,余曉鵬. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2019(12)
[4]光伏并網(wǎng)逆變器控制策略研究[J]. 廖碧蓮,唐江琦,吳譽(yù)寰,高中林. 分布式能源. 2019(03)
[5]家庭并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)仿真研究與分析[J]. 喬永力,徐紅偉,孫堅(jiān). 電源技術(shù). 2019(01)
[6]光伏MPPT拓?fù)潆娐放c控制策略仿真研究[J]. 喬穎碩,周健,王波,葉金晶,黃勇亮. 電源技術(shù). 2018(10)
[7]5kW單相非隔離逆變器的研制[J]. 劉玉芝,劉治聰,陳祖成,趙紹策. 河北科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(05)
[8]光伏LCL型并網(wǎng)逆變器的積分滑模容錯(cuò)控制策略[J]. 游國(guó)棟,李繼生,侯勇,李鐵生,李丹,榮宏偉. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2018(04)
[9]基于功率預(yù)測(cè)的新型變步長(zhǎng)電導(dǎo)增量法最大功率點(diǎn)跟蹤策略[J]. 盛四清,陳玉良. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2017(23)
[10]一種不平衡負(fù)載下直流微電網(wǎng)電壓脈動(dòng)抑制方法[J]. 朱曉榮,張雨濛,荊樹(shù)志. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(15)
博士論文
[1]單相雙級(jí)光伏并網(wǎng)逆變器拓?fù)浼捌淇刂撇呗匝芯縖D]. 劉江.華中科技大學(xué) 2019
[2]碲化鎘柔性太陽(yáng)能電池的制備與性能研究[D]. 汪俊.吉林大學(xué) 2018
碩士論文
[1]分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)及并網(wǎng)研究[D]. 葛萬(wàn)鵬.山東大學(xué) 2019
[2]小功率光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器控制技術(shù)的研究[D]. 劉向辰.蘭州理工大學(xué) 2018
[3]光伏DC/DC變換器最大功率跟蹤算法研究與設(shè)計(jì)[D]. 袁博.武漢理工大學(xué) 2015
本文編號(hào):3533106
【文章來(lái)源】:河北科技大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-4分布式光伏系統(tǒng)的并網(wǎng)結(jié)構(gòu)
河北科技大學(xué)碩士學(xué)位論文14與擾動(dòng)觀測(cè)方法相比,基于功率預(yù)測(cè)電導(dǎo)增量法能夠消除光伏陣列在最大功率點(diǎn)處的功率振蕩和對(duì)于最大功率點(diǎn)的誤判,且實(shí)現(xiàn)過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單,控制更為可靠,當(dāng)外界溫度、太陽(yáng)輻照度發(fā)生較大變化時(shí),依然能夠準(zhǔn)確追蹤最大功率點(diǎn)[44];與基于人工智能算法的最大功率跟蹤算法相比,基于功率預(yù)測(cè)電導(dǎo)增量法控制算法簡(jiǎn)單,需要整定的控制參數(shù)少,且在最大功率尋優(yōu)的過(guò)程中對(duì)初值選取的要求較為寬松;綜合實(shí)際工程項(xiàng)目可靠性要求及經(jīng)濟(jì)型原則,該控制方法的具體實(shí)現(xiàn)所選用傳感器、數(shù)字信號(hào)處理器等相關(guān)硬件的造價(jià)也相對(duì)合理。2.4仿真分析2.4.1光伏并網(wǎng)仿真系統(tǒng)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2-6所示,系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池陣列、DC/DC變換器、DC/AC逆變器、公共交流電網(wǎng)、交流負(fù)載和變壓器等部件。每個(gè)太陽(yáng)能電池陣列由64個(gè)光伏發(fā)電單元并聯(lián)組成,每個(gè)光伏發(fā)電單元由5個(gè)組件串聯(lián)而成,每個(gè)光伏組件的最大功率為315kW。DC/DC變換器采用最大功率跟蹤控制,使用電導(dǎo)增量法追蹤最大功率。DC/AC逆變器將500V直流電轉(zhuǎn)換成380V交流電。圖2-6光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)仿真結(jié)構(gòu)2.4.2光伏電池MPPT仿真通過(guò)改變輻照度和溫度觀察對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)功率的影響。光伏系統(tǒng)初始狀態(tài)輻照度為600W/m2,溫度為25℃,1s時(shí)輻照度由600W/m2變?yōu)?000W/m2,1.5s時(shí)輻照度由1000W/m2變?yōu)?00W/m2,輻照度變化如圖2-7(a)所示。2s時(shí)溫度由25℃變
第2章光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤控制15為40℃,2.5s時(shí)溫度恢復(fù)到25℃,溫度變化如圖2-7(b)所示。得到光伏系統(tǒng)發(fā)電功率的變化如圖2-7(c)所示,可以看出,光伏發(fā)電功率隨著輻照度的增強(qiáng)而增大,隨外界溫度的升高而減;并且相較于輻照度變化的情況,外界溫度變化時(shí)光伏系統(tǒng)發(fā)電功率的波動(dòng)程度校00.511.522.538009001000700t/s輻照度/W/m2(a)輻照度t/s00.511.522.532025303540溫度/℃(b)溫度00.511.522.53100200300400500光伏功率Ppv/kWt/s(c)光伏發(fā)電功率圖2-7輻照度與溫度變化時(shí)光伏發(fā)電功率變化2.4.3光伏并網(wǎng)系統(tǒng)輸出特性設(shè)置光伏系統(tǒng)輻照度為600W/m2,溫度為25℃,光伏組件電壓如圖2-8所示,Boost電路輸出直流電壓如圖2-9所示?梢钥闯,這兩者電壓均能在較短時(shí)間達(dá)到穩(wěn)定。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[2]基于電導(dǎo)增量法與改進(jìn)粒子群算法混合控制的最大功率點(diǎn)跟蹤策略[J]. 徐建國(guó),王海新,沈建新. 可再生能源. 2019(06)
[3]光伏系統(tǒng)功率跟蹤算法的仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)及其實(shí)現(xiàn)[J]. 肖文波,余曉鵬. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2019(12)
[4]光伏并網(wǎng)逆變器控制策略研究[J]. 廖碧蓮,唐江琦,吳譽(yù)寰,高中林. 分布式能源. 2019(03)
[5]家庭并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)仿真研究與分析[J]. 喬永力,徐紅偉,孫堅(jiān). 電源技術(shù). 2019(01)
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[8]光伏LCL型并網(wǎng)逆變器的積分滑模容錯(cuò)控制策略[J]. 游國(guó)棟,李繼生,侯勇,李鐵生,李丹,榮宏偉. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2018(04)
[9]基于功率預(yù)測(cè)的新型變步長(zhǎng)電導(dǎo)增量法最大功率點(diǎn)跟蹤策略[J]. 盛四清,陳玉良. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2017(23)
[10]一種不平衡負(fù)載下直流微電網(wǎng)電壓脈動(dòng)抑制方法[J]. 朱曉榮,張雨濛,荊樹(shù)志. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(15)
博士論文
[1]單相雙級(jí)光伏并網(wǎng)逆變器拓?fù)浼捌淇刂撇呗匝芯縖D]. 劉江.華中科技大學(xué) 2019
[2]碲化鎘柔性太陽(yáng)能電池的制備與性能研究[D]. 汪俊.吉林大學(xué) 2018
碩士論文
[1]分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)及并網(wǎng)研究[D]. 葛萬(wàn)鵬.山東大學(xué) 2019
[2]小功率光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器控制技術(shù)的研究[D]. 劉向辰.蘭州理工大學(xué) 2018
[3]光伏DC/DC變換器最大功率跟蹤算法研究與設(shè)計(jì)[D]. 袁博.武漢理工大學(xué) 2015
本文編號(hào):3533106
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