本文關(guān)鍵詞：光伏電站的等效建模研究

  更多相關(guān)文章： 光伏電站 模型簡化 聚合等值方法 有功功率響應(yīng)特性 低電壓穿越

【摘要】：光伏電站因其可以大規(guī)模集中高效地利用太陽能,近年來裝機(jī)容量增速很快,具有良好的發(fā)展前景。而大型光伏電站中光伏發(fā)電單元數(shù)量眾多,建立詳細(xì)模型來研究光伏電站接入電力系統(tǒng)的并網(wǎng)特性會存在仿真規(guī)模大、仿真時間長等問題。本文針對上述問題對由同種類型逆變器構(gòu)成的光伏電站等效建模方法進(jìn)行研究。對光伏發(fā)電單元進(jìn)行建模是研究光伏電站等效建模的基礎(chǔ),分別研究了光伏陣列、最大功率跟蹤和考慮低電壓穿越的逆變控制的建模方法。對于最大功率跟蹤建模,采用了擾動觀察法和定電壓跟蹤法相結(jié)合的控制策略,改善了故障恢復(fù)期間逆變器直流側(cè)的電壓波動。基于對光伏逆變器低電壓穿越實測數(shù)據(jù)的分析與擬合,提出了一種改進(jìn)的低電壓穿越控制策略,該策略考慮了故障恢復(fù)期間有功功率斜坡恢復(fù)過程的建模。通過不同運行工況下的仿真對比,證明了所建立仿真模型的準(zhǔn)確性,為后續(xù)的等效建模研究做好了準(zhǔn)備工作。為降低光伏電站中各個發(fā)電單元的建模復(fù)雜程度,對光伏發(fā)電單元的模型簡化進(jìn)行了研究。針對電磁暫態(tài)詳細(xì)仿真模型考慮電力電子開關(guān)器件的控制而存在仿真步長小、仿真時間長的問題,提出了兩種簡化模型。其中平均模型將電力電子換流器件使用平均值模型來替代,而控制電路未進(jìn)行簡化;機(jī)電暫態(tài)簡化模型則使用受控電流源來等效替代電力電子換流器件以實現(xiàn)逆變過程,其控制電路忽略了電流內(nèi)環(huán)的建模。仿真對比表明,提出的兩種簡化模型均可以很好地反映詳細(xì)模型在并網(wǎng)點處的輸出特性,同時仿真時間明顯縮短。為減少光伏電站建模所需建立的光伏發(fā)電單元數(shù)量,對光伏電站的聚合等值方法進(jìn)行了研究。對單個光伏發(fā)電單元在不同出力工況下的有功功率暫態(tài)響應(yīng)特性進(jìn)行分析,根據(jù)其表現(xiàn)出的暫態(tài)特性規(guī)律提出了一種光伏電站的分群等值策略。研究表明,在故障及故障恢復(fù)期間,有功功率斜坡恢復(fù)控制模塊投入運行的暫態(tài)運行工況需要進(jìn)行分群等值;而在該模塊未投入運行的非故障工況或未考慮該模塊建模時,可進(jìn)行單機(jī)等值。同時,研究分析了等值參數(shù)與偏差計算的求取方法。算例分析表明,本文提出的聚合等值方法對于光照強(qiáng)度擾動、不同的故障時間和不同的故障位置均具有良好的適應(yīng)性。
【關(guān)鍵詞】：光伏電站 模型簡化 聚合等值方法 有功功率響應(yīng)特性 低電壓穿越
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM615;TM743
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題研究的背景與意義9-10
• 1.2 光伏發(fā)電單元建模的研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 主要組成模塊建模的研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.2 光伏發(fā)電單元模型簡化的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 光伏電站等值的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 光伏發(fā)電單元的建模與仿真17-38
• 2.1 引言17
• 2.2 光伏發(fā)電單元的結(jié)構(gòu)17-18
• 2.3 光伏陣列的建模與特性分析18-23
• 2.3.1 光伏陣列的建模18-21
• 2.3.2 光伏陣列的特性分析21-23
• 2.4 最大功率跟蹤建模23-24
• 2.5 考慮低電壓穿越的逆變控制建模24-28
• 2.5.1 逆變控制建模24-27
• 2.5.2 低電壓穿越控制策略改進(jìn)27-28
• 2.6 仿真分析與測試28-37
• 2.6.1 仿真模型28-30
• 2.6.2 穩(wěn)態(tài)特性仿真與溫度影響分析30-31
• 2.6.3 最大功率跟蹤效果的仿真分析31-33
• 2.6.4 暫態(tài)特性仿真與實測數(shù)據(jù)對比33-37
• 2.7 本章小結(jié)37-38
• 第3章 光伏發(fā)電單元的模型簡化38-48
• 3.1 引言38
• 3.2 模型簡化的基本思路與實現(xiàn)方式38-39
• 3.3 平均模型39
• 3.4 機(jī)電暫態(tài)簡化模型39-43
• 3.4.1 直流電路的簡化39-41
• 3.4.2 最大功率跟蹤的簡化41
• 3.4.3 逆變控制的簡化41-43
• 3.5 仿真對比43-47
• 3.5.1 仿真結(jié)果對比43-46
• 3.5.2 仿真時間對比46-47
• 3.6 本章小結(jié)47-48
• 第4章 光伏電站的聚合等值方法48-63
• 4.1 引言48
• 4.2 光伏電站的基本結(jié)構(gòu)48-49
• 4.3 聚群特性分析與分群等值策略49-51
• 4.3.1 聚群特性分析49-50
• 4.3.2 分群等值策略50-51
• 4.4 等值參數(shù)求取與等值偏差計算51-56
• 4.4.1 等值參數(shù)求取51-54
• 4.4.2 等值偏差計算54-56
• 4.5 算例分析56-62
• 4.5.1 對光照強(qiáng)度擾動的適應(yīng)性56-57
• 4.5.2 對故障時間的適應(yīng)性57-60
• 4.5.3 對故障位置的適應(yīng)性60-62
• 4.6 本章小結(jié)62-63
• 結(jié)論63-64
• 參考文獻(xiàn)64-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果69-71
• 致謝71

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