發(fā)布時(shí)間：2017-09-10 23:16

  本文關(guān)鍵詞：光伏電站集群協(xié)調(diào)控制與監(jiān)控系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 光伏電站集群 光伏集群集中優(yōu)化 分布式協(xié)調(diào)控制 光伏并網(wǎng)發(fā)電 光伏監(jiān)控系統(tǒng)

【摘要】：光伏發(fā)電技術(shù)由來(lái)已久,它利用光生伏特效應(yīng)將太陽(yáng)輻射轉(zhuǎn)化為電能。近年來(lái),由于工業(yè)發(fā)展帶來(lái)了大量化石燃料燃燒,自然環(huán)境遭受了巨大的破壞,光伏發(fā)電這一清潔能源逐漸被人們關(guān)注和重視。然而,光伏發(fā)電技術(shù)也有其自身難以克服的缺陷：功率輸出的波動(dòng)性難以控制,從而造成了光電在普及上的困難。現(xiàn)今,對(duì)此問(wèn)題普遍的做法和研究方向是利用蓄電池或者超級(jí)電容器等儲(chǔ)能元件的充放電來(lái)緩解光伏發(fā)電輸出波動(dòng)。但受限于儲(chǔ)能設(shè)備本身特點(diǎn)仍然難以大規(guī)模應(yīng)用,同時(shí)還應(yīng)看到,目前光伏功率預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率較低,使用儲(chǔ)能難以實(shí)現(xiàn)較大功率缺額的填補(bǔ)。為了將更多光伏電站納入電網(wǎng),本文研究了一種基于光伏電站集群協(xié)調(diào)控制的方法,通過(guò)大片區(qū)域中多個(gè)光伏電站的配合實(shí)現(xiàn)總體輸出功率上的穩(wěn)定。這種方法的核心思想是：(1)將區(qū)域中光伏電站組織在一起,作為集群進(jìn)行整體協(xié)調(diào)控制。(2)集群中每個(gè)子電站在光伏發(fā)電時(shí)留出必要的功率調(diào)節(jié)能力,用以平衡其他子站可能出現(xiàn)的較大功率缺額。(3)通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)字化升級(jí)實(shí)現(xiàn)光伏設(shè)備以及電站之間廣泛的互操作性。本文首先對(duì)光伏發(fā)電的基礎(chǔ)理論和基本設(shè)備進(jìn)行了分析,分別研究了光伏發(fā)電在不同環(huán)境條件下的伏安特性曲線,分析了直流調(diào)壓裝置、逆變?cè)O(shè)備以及儲(chǔ)能設(shè)備的控制原理。其次著重對(duì)光伏電站應(yīng)用的各種控制方法進(jìn)行了研究,這些控制包括最大功率跟蹤控制、差值控制、逆變器的有功無(wú)功恒功率的并網(wǎng)控制、用以實(shí)現(xiàn)短時(shí)平抑波動(dòng)的儲(chǔ)能控制。接著,為了實(shí)現(xiàn)集群協(xié)調(diào)控制,本文考慮集中式和分布式兩種協(xié)調(diào)方式。集中式協(xié)調(diào)是將所有子站信息匯總,將儲(chǔ)能輸出最小作為目標(biāo),在儲(chǔ)能容量以及滿足計(jì)劃發(fā)電約束條件下優(yōu)化求解。分布式控制則通過(guò)集群中光伏子站相互通信,通過(guò)子站上運(yùn)行分布式控制協(xié)議使其運(yùn)行時(shí)相互配合,使可輸出功率較大的子站彌補(bǔ)因受環(huán)境影響無(wú)法完成預(yù)定出力的子站。最后,本文針對(duì)集群控制的要求研究了數(shù)字化光伏電站集群監(jiān)控系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)更為廣泛的兼容性,主要針對(duì)發(fā)電設(shè)備數(shù)字化和監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)數(shù)字化設(shè)備操作進(jìn)行了研究。全文較為系統(tǒng)的分析了光伏電站實(shí)際工作時(shí)運(yùn)用的控制策略和算法,提出了一種光伏電站集群集中式控制方法和一種分布式協(xié)調(diào)方法,并根據(jù)集群控制的需要對(duì)集群數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了研究和數(shù)字化對(duì)接的實(shí)現(xiàn)。算例表明了文中方法的可行性,所用方法可以進(jìn)一步研究。
【關(guān)鍵詞】：光伏電站集群 光伏集群集中優(yōu)化 分布式協(xié)調(diào)控制 光伏并網(wǎng)發(fā)電 光伏監(jiān)控系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP277;TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 研究背景與意義11-13
• 1.2 研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 光伏發(fā)電控制技術(shù)的研究13-15
• 1.2.2 光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)的研究15-16
• 1.3 本文主要內(nèi)容16-19
• 第二章 光伏發(fā)電基本原理和設(shè)備19-31
• 2.1 光伏發(fā)電特性19-23
• 2.1.1 光伏電池等效電路19-21
• 2.1.2 環(huán)境對(duì)光伏發(fā)電的影響21-23
• 2.2 光伏并網(wǎng)設(shè)備23-28
• 2.2.1 調(diào)壓裝置23-26
• 2.2.2 逆變器設(shè)備26-28
• 2.3 儲(chǔ)能裝置和平抑波動(dòng)28-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 光伏功率控制技術(shù)31-47
• 3.1 光伏陣列輸出功率控制31-37
• 3.1.1 有功控制模式31-32
• 3.1.2 最大功率點(diǎn)跟蹤32-36
• 3.1.3 有功功率計(jì)劃跟蹤36-37
• 3.2 逆變器并網(wǎng)控制37-42
• 3.2.1 逆變器控制策略37-38
• 3.2.2 實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)的恒功率控制38-40
• 3.2.3 電流環(huán)控制40-41
• 3.2.4 并網(wǎng)逆變控制實(shí)現(xiàn)41-42
• 3.3 儲(chǔ)能控制42-46
• 3.3.1 儲(chǔ)能電路控制42-45
• 3.3.2 參考功率曲線的設(shè)置策略45-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第四章 光伏電站集群協(xié)調(diào)控制47-63
• 4.1 光伏電站集群的概念47-49
• 4.1.1 集群和集群工作方式47-48
• 4.1.2 光伏集群的組成48-49
• 4.2 集中式集群協(xié)調(diào)控制49-55
• 4.2.1 集群集中控制策略49-50
• 4.2.2 集中優(yōu)化模型50-52
• 4.2.3 模型求解和算例研究52-55
• 4.3 分布式協(xié)調(diào)控制55-61
• 4.3.1 集群的分布式控制模型55-58
• 4.3.2 分布式控制協(xié)議58
• 4.3.3 算例研究58-61
• 4.4 本章小結(jié)61-63
• 第五章 光伏電站集群數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)63-79
• 5.1 系統(tǒng)整體框架63-65
• 5.2 一體化監(jiān)控平臺(tái)65-69
• 5.2.1 數(shù)據(jù)中心65-66
• 5.2.2 系統(tǒng)服務(wù)66-68
• 5.2.3 人機(jī)界面68-69
• 5.3 光伏發(fā)電單元設(shè)備數(shù)字化69-75
• 5.3.1 基于IEC61850的光伏發(fā)電系統(tǒng)信息建模技術(shù)69-70
• 5.3.2 集中式光伏結(jié)構(gòu)信息模型70-73
• 5.3.3 組串式光伏結(jié)構(gòu)信息模型73-74
• 5.3.4 光伏設(shè)備提供的服務(wù)74-75
• 5.4 監(jiān)控系統(tǒng)訪問(wèn)數(shù)字化光伏設(shè)備的實(shí)現(xiàn)75-78
• 5.4.1 模型映射75-76
• 5.4.2 基于IEC61850的通信連接76-78
• 5.5 本章小結(jié)78-79
• 第六章 總結(jié)與展望79-81
• 致謝81-83
• 參考文獻(xiàn)83-89
• 作者攻讀碩士學(xué)位期間主要成果89

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