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适应光伏接入配电网的无功电压协调控制研究

关注热度:157   来源:新能源学术论文  作者:苏杰和
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【摘要】:随着分布式光伏接入配电网,光伏发电的发展给电力系统带来许多新的问题,其中无功电压问题就是最重要的问题之一。光伏的不确定性出力导致电网电压的波动、电网故障情况下光伏如何不脱网运行并为电网提供无功支撑,同一区域内多光伏系统接入配电网无功电压协调控制等问题都是光伏并网之后不可避免必将面临的问题。本文通过综述国内外光伏在无功电压调控领域的研究现状,由此提出了通过DSTATCOM与光伏协调控制实现柔性并网。通过对光伏系统进行建模,并模拟光照变化的情况下,通过仿真研究光伏的不同出力对电网电压的影响。接着对DSTATCOM进行建模,验证了DSTATCOM能够柔性适应电压需求发出感性无功或者容性无功稳定电网电压。接着,提出一种基于DSTATCOM群协调控制的光伏低电压穿越方法。通过根据光伏的输出功率与其端电压的关系调节故障情况下光伏的端电压输出,从而控制光伏的输出功率并稳定直流侧电容的电压,使故障情况下光伏运行于DSTATCOM工况,然后根据装置的最大无功容量整定各个DSTATCOM的调节斜率,建立基于DSTATCOM群协调控制的光伏低电压控制策略。其次,针对同一区域内多光伏系统接入配网的无功电压协调控制问题,提出一种基于斜率调节的DSTATCOM群的协调控制方法,建立计及网架参数条件下,无功电压与分布式电源输出有功电流及斜率调节下DSTATCOM输出无功电流之间的关系,并根据装置的最大无功容量整定各个DSTATCOM的调节斜率,将已整定的斜率以及线路的电抗之和比例增益作为无功电流的负反馈,构成DSTATCOM新的电压参考值,建立基于斜率调节的DSTATCOM群协调控制策略。在此指导思想下,在电网发生故障以及稳态运行下两种情况下,对一个含有光伏和DSTATCOM的并网系统及一个含有双DG和DSTATCOM的配电网分别进行仿真,仿真结果验证了所提的协调控制策略具有良好调控效果及工程应用基础。本文得到国家自然科学基金项目“模型高敏性电网无功电压时空动态特性与多维趋优控制研究”(51377060)的资助。
【关键词】:光伏系统 DSTATCOM 斜率调节 无功电压 协调控制
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TM761.12
【目录】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-9
  • 第一章 绪论9-17
  • 1.1 研究背景9-11
  • 1.2 光伏并网的国内外研究现状11-14
  • 1.3 DSTATCOM的国内外研究现状14-15
  • 1.4 本文主要工作15-17
  • 第二章 光伏和DSTATCOM的建模与仿真17-29
  • 2.1 光伏系统的建模及控制策略17-23
  • 2.1.1 光伏电池的数学模型[1-3]17-19
  • 2.1.2 基于Boost变换器多级非隔离型光伏并网逆变器19-20
  • 2.1.3 最大功率跟踪(MPPT)20-21
  • 2.1.4 光伏并网逆变器的控制策略21-23
  • 2.2 光伏系统并网仿真23-26
  • 2.3 DSTATCOM的建模与并网仿真26-27
  • 2.4 本章小结27-29
  • 第三章 基于DSTATCOM群协调控制的光伏低电压穿越控制策略29-42
  • 3.1 低电压穿越的基本要求29-30
  • 3.2 光伏系统网侧DSTATCOM运行模式30-31
  • 3.3 电网故障下光伏系统出力方法研究31
  • 3.4 DSTATCOM调差率的引进31-33
  • 3.5 DSTATCOM群无功分配方法研究33-36
  • 3.5.1 双DSTATCOM混合无功补偿系统的线性运行范围34-35
  • 3.5.2 DSTATCOM斜率的整定35-36
  • 3.6 算例分析36-40
  • 3.7 本章小结40-42
  • 第四章 含多光伏系统配电网的无功电压协调控制42-52
  • 4.1 含PV及DSTATCOM的线路潮流分析42-44
  • 4.2 含多光伏系统配网的无功电压协调控制策略44-47
  • 4.2.1 多个分散DSTATCOM的改进斜率的引进44-45
  • 4.2.2 含PV配网的多DSTATCOM混合无功补偿系统的协调运行分析45-46
  • 4.2.3 含PV配网的多DSTATCOM斜率的整定46-47
  • 4.3 基于改进斜率调节的DSTATCOM群控制47-48
  • 4.4 算例仿真48-51
  • 4.5 本章小结51-52
  • 总结与展望52-54
  • 参考文献54-57
  • 攻读硕士学位期间取得的研究成果57-59
  • 致谢59-60
  • 附件60


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关键词: 光伏系统

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