文档介绍：西南交通大学
硕士学位论文
光伏发电并网与微网运行控制仿真研究
姓名:杨文杰
申请学位级别:硕士
专业:电气系统控制与信息技术
指导教师:何正友
20100501
摘要随着能源与环境问题的日益凸显,分布式发电技术不断发展,光伏发电无疑是其中极具代表性和发展前景的一种。然而分布式电源大量接入对大电网带来的诸多不利影响又成为制约其发展的瓶颈,微网技术的出现很好的解决了这一问题。微网作为一个前沿的研究领域,是各国目前研究的热点。考虑到建立微网实验系统的复杂性和局限性,目前常采用软件建立微网动态仿真模型,用以研究分布式电源并网运行、微网运行控制以及智能电网相关问题。因此,建立以光伏发电为代表的分布式电源及微网运行控制仿真模型具有重要的现实意义。本课题以建立微网运行控制仿真平台为目标,在/仿真环境中建立了光伏电池以及、痜、值湫臀⑼诵锌刂撇呗缘姆抡婺P汀T诜治鲈理的基础上给出了模型结构和参数设计方法,通过算例验证了模型的有效性和正确性。仿真分析表明所建立的模型可以用于分布式电源并网和接入微网运行控制问题的仿真研究,具有一定的通用性和拓展性。首先,依据光伏电池原理建立了通用的光伏电池工程仿真模型,并采用扰动观察法通过控制缏氛伎毡仁迪止夥绯氐淖畲蠊β矢倏刂啤7抡姹砻髂P投酝界环境变化具有较好的适应性和良好的动态性能。其次,研究实现了光伏发电并网运行控制策略的仿真模型。对于单相光伏发电,建立了电网电压前馈补偿的电流跟踪控制模型,仿真验证了模型能够实现单位功率因数并网。在三相光伏发电并网的研究中,阐述了控制策略原理并在旋转坐标系中建立仿真模型,讨论了软件锁相环结构和电流控制环设计方法。仿真结果表明控制模型实现了有功功率和无功功率的解耦控制。然后,建立了痜和刂撇呗缘姆抡婺P汀7抡婺P涂梢杂糜谖⑿腿计机、燃料电池、光伏与储能装置结合等分布式电源的运行控制,对微网特别是孤岛运行的控制具有重要意义。通过分析两种控制策略原理,给出了控制结构,建立了仿真模型,研究了模型参数的选择和设计方法。最后,为验证模型有效性和正确性设计了三个微网运行控制仿真算例。通过主从控制算例证明痜模型能够在孤岛运行中跟踪负荷波动。将P陀糜诙缘瓤刂算例,仿真表明模型满足下垂控制原理,能够实现功率共享并保证频率和电压的稳定。设计了一个综合运用和刂颇P偷乃憷竦昧宋⑼谠诵心J角谢弧⒏荷变化和电源功率变化时的运行特性。仿真结果证明了模型的有效性,表明模型为建立微网运行控制仿真平台提供了有效途径。光伏发电;并网运行;微网控制;控制;痜調籇控制西南交通大学硕士研究生学位论文第关键词:
,·.,痜瓻甌,瓹—..畉甎..甌—.琫瑃.,—...痜
甌篜/西南交通大学硕士研究生学位论文第,、..瓵..瑂,,
学位论文作者虢枷法指导老师签名:餔泻日期:驯∥.丐,三槐C荇帽臼谌ㄊ椤西南交通大学学位论文版权使用授权书日期竧。.鮢本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。朐谝陨戏娇蚰诖颉獭本学位论文属于C年解密后适用本授权书;/\
学位论文作者签名。司懈日期:矽/:本人郑重声明:所呈交的学位论文,是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对的研究做出贡献的个人和集体,均己在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。
第滦髀课题的背景及意义西南交通大学硕士研究生学位论文第目前世界各国仍以煤、石油、天然气等不可再生资源作为主要能源结构。人类对石化燃料的过度开采,这些不可再生的一次能源将面临枯竭,而未来世界对能源的需求还将持续增长,能源危机日趋突出。同时大量一次能源的使用造成环境污染日益严重,导致了地球气候变暖,产生“温室效应”,极端的天气情况和各种人为的污染灾害不断发生,如此长期发展下去将威胁人类生存【。为解决能源供求矛盾,改善地球环境,世界各国加快了对新能源的开发特别是对清洁可再生能源的研究利用。分布式发电受关注的一种发电形式,它利用太阳能、风能、潮汐能等可再生的清洁能源发电,即保护了环境,又节约了能源,实现了能源利用的多样化,被认为是一种极有发展前途一般是指为满足某些终端用户的需求,接在用户侧附近的小型发电机组或发电及储能的联合系统,它们的规模一般不大,大约在几十千瓦至几十兆瓦。常见的形式包括