并網(wǎng)光伏逆變器并網(wǎng)特性研究
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【摘要】:近年來,新能源產(chǎn)業(yè)得到蓬勃發(fā)展,其中最引人注目和成長最快的新能源是光伏產(chǎn)業(yè),光伏發(fā)電逐漸成為未來智能電網(wǎng)中配電網(wǎng)主角。然而光伏發(fā)電在電網(wǎng)中的滲透率快速增長以及其與傳統(tǒng)發(fā)電特點不同造成電網(wǎng)的沖擊是不可忽視的,所以有必要對其并網(wǎng)各種特性以及與電網(wǎng)的交互電網(wǎng)支持特性進(jìn)行研究。光伏發(fā)電系統(tǒng)中對電網(wǎng)影響最核心的器件是光伏逆變器,所以本文對光伏逆變器的并網(wǎng)特性展開研究,光伏逆變器的電力電子器件與傳統(tǒng)的發(fā)電裝置有其特殊的控制方式和特征。本文在總結(jié)并網(wǎng)光伏逆變器的電路拓?fù)洹㈦娏﹄娮悠骷匦、電能質(zhì)量要求和逆變器控制技術(shù)基礎(chǔ)上,采取理論與實踐相結(jié)合的技術(shù)路線,對光伏逆變器的并網(wǎng)特性進(jìn)行了全面的研究,主要工作如下:1、從理論和實踐上分析光伏發(fā)電系統(tǒng)在微電網(wǎng)的應(yīng)用碰到的問題,指出光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)特性基本上由光伏逆變器的單體特性決定。通過分析光伏逆變器的拓?fù)浜涂刂圃?指出光伏逆變器主要通過三個方面對微電網(wǎng)產(chǎn)生交互特性:電能質(zhì)量、靜態(tài)電網(wǎng)支持和電網(wǎng)故障暫態(tài)穩(wěn)定性。2、分析了并網(wǎng)光伏逆變器的功率因數(shù)和諧波特性,指出了與原有的國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)測試方法中無法體現(xiàn)其控制和工作特性的地方,實際測定其基波功率因數(shù)、間諧波和高頻諧波的特殊性。同時對于大功率并網(wǎng)光伏逆變器的電壓波動在原有標(biāo)準(zhǔn)的小電流測試阻抗網(wǎng)絡(luò)無法實現(xiàn)展開理論分析,通過虛擬電網(wǎng)阻抗的方法在測試平臺實現(xiàn)了對大功率光伏逆變器大電流產(chǎn)生閃變的測定,這種方法可以有效區(qū)分光伏逆變器實際的電壓波動而不是來自其他發(fā)電單元或負(fù)載的影響。3、通過測定光伏逆變器并網(wǎng)的有功和無功的控制特性,指出其在電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)運行時可以對電網(wǎng)頻率和電壓有效支撐,給出了頻率-有功特性和電壓控制的兩種方式:有功輸出-功率因數(shù)和遠(yuǎn)程無功響應(yīng)。對于光伏逆變器的暫態(tài)穩(wěn)定性,通過分析其在電網(wǎng)故障電壓暫降時正序電壓,電流和功率的過程特性,提出光伏逆變器與傳統(tǒng)發(fā)電機功角穩(wěn)定不一樣的地方。通過搭建Matlab光伏逆變器并網(wǎng)模型來模擬并網(wǎng)特性,特別是其暫態(tài)特性,本文建立一套對實驗室的實測數(shù)據(jù)及計算機建模的關(guān)系細(xì)致校驗方法,可以檢測模型是否合理和有效4、對于以上關(guān)于光伏逆變器的并網(wǎng)特性分析總結(jié)后,本文也指出了現(xiàn)行的國內(nèi)光伏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對光伏逆變器的并網(wǎng)特性測定時不足和值得改進(jìn)的地方。本文通過理論分析、建模仿真和試驗驗證分析,得出了與實際情況相符的結(jié)論。所采用的技術(shù)方法和得到的結(jié)果,對于光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用和逆變器裝置的改進(jìn)具有很好的參考價值,對于我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)新的應(yīng)用要求的完善也有重要的參考意義。
【關(guān)鍵詞】:并網(wǎng)光伏逆變器 并網(wǎng)特性 電能質(zhì)量 暫態(tài)穩(wěn)定性
【學(xué)位授予單位】:華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TM464
【目錄】:
- 摘要5-7
- ABSTRACT7-11
- 第一章 緒論11-14
- 1.1 課題研究的背景與意義11-12
- 1.2 光伏微網(wǎng)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12-13
- 1.3 本文的主要研究內(nèi)容和工作13-14
- 第二章 光伏電站及發(fā)電系統(tǒng)14-25
- 2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)分類14-15
- 2.2 光伏逆變器分類15-17
- 2.3 一般光伏電站及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)17-18
- 2.4 光伏電站及其升壓變壓器18-19
- 2.5 光伏電站并網(wǎng)的一些問題19-24
- 2.5.1 電壓偏差19-21
- 2.5.2 電壓不平衡21-22
- 2.5.3 快速電壓波動與閃變22-23
- 2.5.4 其他問題23-24
- 2.6 本章小結(jié)24-25
- 第三章 并網(wǎng)逆變器與電網(wǎng)交互特性25-32
- 3.1 光伏逆變器的控制結(jié)構(gòu)25-27
- 3.2 分布式發(fā)電分類及基本研究方法27-28
- 3.3 光伏逆變器的電氣結(jié)構(gòu)和建模28-31
- 3.4 本章小結(jié)31-32
- 第四章 光伏逆變器特性檢測及分析32-64
- 4.1 光伏逆變器引起電網(wǎng)的電能質(zhì)量問題和穩(wěn)定性問題32
- 4.2 光伏逆變器并網(wǎng)的功率因數(shù)32-35
- 4.3 諧波問題35-40
- 4.4 直流注入分量 (非隔離型)40-41
- 4.5 電壓閃變41-44
- 4.6 光伏逆變器的頻率有功響應(yīng)44-46
- 4.7 有功調(diào)度控制46-47
- 4.8 無功調(diào)度控制47-49
- 4.9 暫態(tài)穩(wěn)定性49-56
- 4.9.1 低電壓穿越49
- 4.9.2 低電壓穿越的基波正序評估方式49-51
- 4.9.3 低電壓穿越的測試平臺及設(shè)定51-53
- 4.9.4 低電壓穿越的測試數(shù)據(jù)53-56
- 4.10 暫態(tài)穩(wěn)定模型驗證56-62
- 4.10.1 曲線擬合57-59
- 4.10.2 基于故障特點分類分時59-60
- 4.10.3 誤差分析60-62
- 4.11 本章小結(jié)62-64
- 結(jié)論與展望64-66
- 參考文獻(xiàn)66-68
- 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果68-69
- 致謝69-70
- 答辯委員會對論文的評定意見70
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