發(fā)布時間：2020-08-17 18:48

【摘要】：近年來以光伏和風(fēng)電為代表的可再生能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)得到了快速的發(fā)展,但是其在緩解能源危機(jī)的同時也帶來諸多的問題。新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)常處于弱電網(wǎng)環(huán)境中。由于眾多并聯(lián)逆變器的存在以及電網(wǎng)阻抗的大范圍變化,使得新能源并網(wǎng)系統(tǒng)的諧波特征將由過去的特定次諧波為主的特點逐漸呈現(xiàn)為寬頻域特征。針對弱電網(wǎng)情況下新能源并網(wǎng)系統(tǒng)的諧振諧波問題,先提出了一種電壓型阻抗適配器的抑制方法,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化,提出了一種電壓型阻抗適配器和電流型阻抗適配器相結(jié)合的復(fù)合型阻抗適配器系統(tǒng)的抑制方法。首先本文基于阻抗理論的方法進(jìn)行建模,并利用諾頓等效電路原理,建立多逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的阻抗模型。然后畫出并網(wǎng)系統(tǒng)的三維波特圖以及零極點圖,詳細(xì)的分析新能源并網(wǎng)系統(tǒng)中的參數(shù)變量對并網(wǎng)系統(tǒng)的諧振特性和穩(wěn)定性影響。指出了電網(wǎng)阻抗的存在是造成并網(wǎng)系統(tǒng)諧振失穩(wěn)和諧波放大的關(guān)鍵因素。接著,針對上述存在的弱電網(wǎng)環(huán)境下新能源并網(wǎng)系統(tǒng)的諧振問題,目前已有的研究方案是在并網(wǎng)點加入阻抗適配器。本文對比分析了串聯(lián)型阻抗適配器和并聯(lián)型阻抗適配器的抑制效果,發(fā)現(xiàn)并聯(lián)型阻抗適配器對并網(wǎng)系統(tǒng)的諧振抑制效果更佳。最后介紹了傳統(tǒng)的電流型阻抗適配器控制策略以及其對諧振抑制的效果,但是電流型阻抗適配器在弱電網(wǎng)環(huán)境下抑制效果有限。于是本文提出了一種電壓型阻抗適配器控制方法。詳細(xì)的分析了電壓型阻抗適配器對弱電網(wǎng)情況下的并網(wǎng)系統(tǒng)諧振和諧波的抑制效果。通過和電流型阻抗適配器進(jìn)行對比分析,發(fā)現(xiàn)電壓型阻抗適配器能夠很好的抑制弱電網(wǎng)情況下的諧振問題。但是其對高頻段的諧振抑制效果欠佳。由于電網(wǎng)阻抗幅值大范圍變化,并網(wǎng)系統(tǒng)的諧振和諧波呈現(xiàn)出寬頻域的特征。本文進(jìn)一步提出了一種復(fù)合型阻抗適配器系統(tǒng)。復(fù)合型阻抗適配器系統(tǒng)是由電流型和電壓型阻抗適配器構(gòu)成,從而實現(xiàn)對新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的較寬頻域的諧振和諧波進(jìn)行有效的抑制。最后,為了進(jìn)一步的驗證上述提出的阻抗適配器控制方案的有效性和準(zhǔn)確性,通過在Matlab/Simulink仿真軟件中搭建仿真模型進(jìn)行驗證。然后搭建了基于RT-Lab的硬件在環(huán)實驗平臺,并進(jìn)行試驗驗證。實驗結(jié)果表明,本文提出的復(fù)合型阻抗適配器系統(tǒng)控制方法是有效和可行的。能夠有效的抑制并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的諧振、諧波并增強(qiáng)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM464
【圖文】：

第一章 緒論第一章 緒論1.1 研究背景及意義進(jìn)人 21 世紀(jì)以來，伴隨著世界經(jīng)濟(jì)快速增長、全球能化石能源緊缺以及環(huán)境污染等問題日益嚴(yán)重，加快開發(fā)和提高可再生能源的利用效率已經(jīng)得到普遍的認(rèn)同。目前，全球能源發(fā)展進(jìn)入新階段，能源投資規(guī)劃的重心向綠色清潔可再生能源轉(zhuǎn)移，推動全球綠色新能源發(fā)電裝機(jī)容量持續(xù)增長，綠色新能源發(fā)電已然成為全球發(fā)電的重要力量[1-2]。

圖 1.2 全球主要國家太陽能發(fā)電量占比Fig 1.2 Proportion of solar power generation in major countries業(yè)關(guān)系著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速的發(fā)展益增長[4]。可再生能源目前已經(jīng)成為我國能源建設(shè)的關(guān)注國電力工業(yè)發(fā)展快速，電力基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，能源尤其是新能源發(fā)電發(fā)展明顯加快。“十三五” 規(guī)劃中再再生能源，并首次提出了“建設(shè)清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代電為代表的可再生能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)得到了快速的發(fā)展，。新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的規(guī)模也越來越大,滲透率越來越高電系統(tǒng)的快速發(fā)展在緩解能源危機(jī)的同時也帶來了諸如點諧波放大的問題[7]。發(fā)利用可再生能源的主要方式是分布式并網(wǎng)發(fā)電[8]，然而分布在偏遠(yuǎn)地區(qū)。因此，分布式發(fā)電網(wǎng)絡(luò)為了將生產(chǎn)的電能、長距離輸電線路中不可忽略的分布參數(shù)形成的等效電網(wǎng)

圖 1.3 新能源并網(wǎng)系統(tǒng)中加入阻抗適配器Fig 1.3 Adding an active damper to the new energy grid-connected system[57]提出了串聯(lián)阻抗適配器彌補(bǔ)了并聯(lián)型的不足，但由于省略法應(yīng)用在功率較大的并網(wǎng)系統(tǒng)中。文獻(xiàn)[58]文提出了一種統(tǒng)一并聯(lián)結(jié)構(gòu)和串聯(lián)結(jié)構(gòu)的阻抗適配器相結(jié)合的方法，相較于傳統(tǒng)器，其可以有效的抑制由電網(wǎng)背景噪聲引起的諧波放大。文獻(xiàn)聯(lián)的電壓型阻抗適配器，針對弱點網(wǎng)情況下的新能源并網(wǎng)發(fā)電的有源阻尼器，電壓型阻抗適配器更容易虛擬出較小的諧波阻源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的諧波、諧振抑制效果更佳。的阻抗適配器方法，對特定情況下的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)諧振、諧波效果，但是當(dāng)處于弱電網(wǎng)環(huán)境下，尤其是電網(wǎng)阻抗值發(fā)生大范很難維持穩(wěn)定。針對上述這種情況，我們需要探索更加有效的抗適配器方法。主要研究內(nèi)容

【參考文獻(xiàn)】

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1 滕宇;王學(xué)華;余輝;尹球洋;阮新波;;提高LCL型并網(wǎng)逆變器對電網(wǎng)阻抗魯棒性的阻抗調(diào)節(jié)方法[J];中國電機(jī)工程學(xué)報;2015年S1期

2 周林;張密;;大型光伏電站諧振現(xiàn)象分析[J];電力自動化設(shè)備;2014年06期

3 楊東升;阮新波;吳恒;;提高LCL型并網(wǎng)逆變器對弱電網(wǎng)適應(yīng)能力的虛擬阻抗方法[J];中國電機(jī)工程學(xué)報;2014年15期

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5 楊新法;蘇劍;呂志鵬;劉海濤;李蕊;;微電網(wǎng)技術(shù)綜述[J];中國電機(jī)工程學(xué)報;2014年01期

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1 徐修林;含多并網(wǎng)逆變器的配電網(wǎng)諧振機(jī)理分析與抑制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

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本文編號：2795699