發(fā)布時間：2017-05-27 23:08

  本文關鍵詞：計及非線性負載的分布式發(fā)電系統(tǒng)孤島檢測研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：摘要：隨著近年來能源和環(huán)境問題的日益突出,對可再生能源的利用得到了國內外的廣泛關注。分布式發(fā)電是利用可再生能源的有效手段,越來越多的可再生能源通過逆變器并接到電網上。分布式發(fā)電系統(tǒng)在并入電網時帶來了一個重要的保護問題,即孤島效應。并網逆變器是分布式發(fā)電系統(tǒng)接入電網的核心部分。本文以三相電壓型逆變器為代表進行研究,分析了三相并網逆變器的數學模型及其雙環(huán)控制策略,并在PSCAD/EMTDC上搭建了恒功率控制三相并網逆變器的仿真模型,在此基礎上,搭建了反孤島測試電路的仿真模型。在孤島檢測基本原理方面,本文對電壓/頻率檢測方法進行了分析,在此基礎上,深入分析其在ΔP×ΔQ坐標系中的檢測盲區(qū)(Non-Detection Zone, NDZ)。根據諾頓原理分析了電壓諧波檢測法,電壓諧波法雖然不存在檢測盲區(qū),但在偽孤島情況下容易誤動,且傳統(tǒng)的反孤島測試電路不適用于電壓諧波檢測方法的測試。同時,研究了功率擾動檢測法,指明了功率擾動量需要滿足的條件,功率擾動法對并網電能質量的影響主要在于擾動切換導致的電流諧波。目前,在研究孤島現(xiàn)象時通常采用線性RLC負載模型,不能準確反映非線性負載所帶來的問題,為了更好地評估孤島檢測的實際性能,在傳統(tǒng)的反孤島測試電路的基礎上,給出一種帶整流性負載的反孤島測試電路,分析了整流性負載對電壓/頻率檢測法的影響,并對電壓諧波法進行了測試。仿真結果表明,整流性負載的存在會導致電壓/頻率檢測法的檢測盲區(qū)發(fā)生偏移,且偏移程度與整流性負載參數的大小有關；同時,帶整流性負載的測試電路能準確反映孤島情況下電壓諧波的實際響應特性,且電壓諧波的大小與整流性負載電阻的大小有關。在傳統(tǒng)反孤島測試電路基礎上,確定了功率擾動法需要的最小功率擾動量的表達式,提出了自適應功率擾動法(Adaptive Power Disturbance,APD)。利用電壓諧波啟動功率擾動,進而提出了基于電壓諧波和自適應功率擾動的混合式反孤島策略。該方法既成功消除了檢測盲區(qū),也保證了在偽孤島情況下不會誤動作,同時,盡可能減小了功率擾動的頻率與擾動量,因而對系統(tǒng)的電能質量影響較小�？紤]非線性負載的影響,對自適應功率擾動方法進行了修正,保證了檢測的可靠性。最后,研究了含多分布式電源的微電網反孤島策略,給出了微電網反孤島控制邏輯。在傳統(tǒng)反孤島測試電路、帶非線性負載反孤島測試電路以及微電網的場景下的仿真實驗證明了本文所提混合式反孤島策略的有效性和可靠性。
【關鍵詞】：分布式發(fā)電 并網逆變器 孤島檢測 非線性負載 整流性負載 自適應功率擾動
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM61
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-21
• 1.1 研究背景和意義11-13
• 1.2 孤島檢測國內外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.3 本文的主要工作18-21
• 2 分布式發(fā)電并網逆變器的建模與仿真21-31
• 2.1 并網逆變器的工作原理21-22
• 2.2 并網逆變器的數學模型22-24
• 2.3 并網逆變器的控制策略24-27
• 2.3.1 控制系統(tǒng)典型結構24
• 2.3.2 外環(huán)控制24-25
• 2.3.3 內環(huán)控制25-27
• 2.4 并網逆變器在PSCAD/EMTDC中的建模與仿真27-29
• 2.4.1 并網逆變器仿真模型27-28
• 2.4.2 并網逆變器功率調控特性分析28-29
• 2.5 本章小結29-31
• 3 分布式發(fā)電系統(tǒng)孤島檢測基本原理31-45
• 3.1 RLC負載模型下的反孤島測試電路及其建模31-32
• 3.2 電壓/頻率檢測法原理與仿真32-38
• 3.2.1 孤島系統(tǒng)的電壓幅頻響應特性32-35
• 3.2.2 ΔP×ΔQ坐標系中的檢測盲區(qū)分析35-38
• 3.3 電壓諧波檢測法原理與仿真38-40
• 3.3.1 孤島系統(tǒng)的電壓諧波響應特性38-39
• 3.3.2 電壓諧波檢測法判據的選取與改進39-40
• 3.4 功率擾動孤島檢測方法原理與仿真40-44
• 3.4.1 功率擾動的擾動方式40-42
• 3.4.2 功率擾動量的設計42-43
• 3.4.3 功率擾動法對并網電能質量的影響43-44
• 3.5 本章小結44-45
• 4 考慮非線性負載時的孤島檢測性能分析45-55
• 4.1 典型的非線性負載：整流性負載45-46
• 4.2 帶整流性負載的反孤島測試電路46-47
• 4.3 整流性負載對電壓、頻率檢測的影響47-52
• 4.3.1 整流性負載對孤島后電壓、頻率的影響47-50
• 4.3.2 兩種測試電路下檢測盲區(qū)的比較50-51
• 4.3.3 整流性負載參數對電壓、頻率檢測的影響51-52
• 4.4 電壓諧波檢測方法的性能測試52-54
• 4.4.1 帶整流性負載反孤島測試電路下的電壓諧波檢測52-54
• 4.4.2 整流性負載參數對電壓諧波檢測的影響54
• 4.5 本章小結54-55
• 5 混合式孤島檢測技術研究55-75
• 5.1 自適應功率擾動法55-58
• 5.1.1 自適應有功擾動55-57
• 5.1.2 自適應無功擾動57-58
• 5.2 RLC負載模型下的混合式反孤島策略58-64
• 5.2.1 基于電壓諧波和自適應功率擾動的混合式反孤島策略58-61
• 5.2.2 算例仿真分析61-64
• 5.3 考慮非線性負載時的混合式反孤島策略64-68
• 5.3.1 混合式反孤島策略的修正65-66
• 5.3.2 算例仿真分析66-68
• 5.4 含多分布式電源的微電網反孤島策略研究68-72
• 5.4.1 微電網下的混合式反孤島策略68-69
• 5.4.2 算例仿真分析69-72
• 5.5 本章小結72-75
• 6 結論與展望75-77
• 參考文獻77-83
• 作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果83-87
• 學位論文數據集87

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  本文關鍵詞：計及非線性負載的分布式發(fā)電系統(tǒng)孤島檢測研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：401395