大容量光伏逆变系统接入弱电网运行可行域研究

【摘要】随着化石能源的枯竭及其造成的环境危害日趋严重,各种方式的可再生能源发电快速增长。太阳能资源丰富,可多方式开发利用,光伏发电是现今的主要可再生能源发电方式之一。光伏发电联网运行是实现太阳能大规模开发利用的重要途径。但由于受资源禀赋的约束,大规模光伏电站多位于电网结构薄弱地区。在光伏发展初期,光伏联网规模与接入电网容量相比很小,可不考虑电网约束对光伏发电系统运行的影响；但随着光伏电站容量的增大,所接入电网将呈现弱电网特征。光伏发电通常经逆变系统接入电网,即光伏逆变系统。逆变器不仅将光伏电池产生的直流变换为交流送入电网,还承担着调控光伏电池运行状态以实现最大功率跟踪的任务。在电网结构相对较强时,常规设计的光伏逆变系统具有较好的运行控制性能；当较大容量的光伏逆变系统接入弱电网时,光伏逆变系统的控制性能将会恶化,甚至存在系统运行失稳的风险。在光伏入网规模快速发展的背景下,评估弱电网对光伏逆变系统运行性能的影响,研究相应的改进措施以提高光伏逆变系统接入弱电网的运行品质和安全性,具有重要的理论意义和现实意义。本文以单级式三相联网光伏逆变系统为研究对象,建立了包括光伏阵列,含(?)L滤波器逆变器的光伏逆变系统基础数学模型,分析了光伏阵列的输出特性.给出了主电路参数的设计方法,构建了MPPT控制与逆变器功率控制结合的不闭环控制系统结构,并基于PSCAD/EMTDC平台搭建了联网光伏逆变仿真系统,为光伏逆变系统接入弱电网运行分析与控制研究提供有效的工具。在分析光伏逆变系统接入电网现实场景的基础上,给出了描述电网强弱的指标,并基于此指标给出了弱电网的定义；建立了光伏逆变系统接入弱电网运行可行域的概念,光伏逆变系统接入弱电网运行约束的边界可以用相应的电网阻抗际幺值来定量描述,即稳定域由满足控制器稳定裕量约束和满足接入点电压调节品质约束围成。提出了可行域边界的计算方法。针对运行可行域的控制器稳定裕量约束边界,分析了弱电网对控制器稳定裕量的不利影响,提出了取消电压前馈的控制器结构改进方案,以拓展光伏逆变系统接入弱电网运行的可行域,在结构优化的基础上构建了控制器参数优化设计方法。针对运行可行域的接入点电压调节约束,分析了弱电网引起的功率传输瓶颈,比较了不同无功控制方式对运行可行域的影响。提出了一种面向接入点电压调节的无功控制策略,以改善光伏逆变系统接入弱电网的电压调节品质,并规避光伏逆变系统接入弱电网运行中潜在的电压失稳风险。
【作者】黄亚峰；
【导师】穆钢；严干贵；
【作者基本信息】华北电力大学，电力系统及其自动化，2014，博士
【关键词】弱电网；光伏逆变系统；可行域；稳定裕量；电能质量；功率传输瓶颈；

【参考文献】
[1]蔡维维.张旭草书生成及其艺术成就研究[D].广西师范大学,美术学,2013,硕士.
[2]高德健.我国木本生物柴油产业布局研究[D].北京林业大学,林业经济管理,2014,博士.
[3]杨叶.刘傅辉水彩绘画艺术研究[D].云南艺术学院,美术学,2013,硕士.
[4]罗倩.锂离子电池固体电解质界面膜（SEI）的研究[D].上海交通大学,化学工程,2013,硕士.
[5]陈光华,陆保岚.基于J2EE的客户关系管理系统开发[J].现代计算机(专业版),2004,03:48-51.
[6]璩超奕.基于语料库的中美英文岛屿争议新闻报道的批判性话语分析[D].河南科技大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[7]林洁华,张慧慧,楚鹏飞.基于氧化石墨烯信号放大的化学发光法联合检测甲胎蛋白和癌胚抗原[J].化学学报,2012,22:2372-2376.
[8]徐京皓,曹淑敏.中国第三代移动通信系统研究现状[J].邮电商情.1999(05)
[9]贺玲玲.论教育大众化背景下高职德育方法的创新[D].湖南农业大学,职业技术教育学,2012,硕士.
[10]李雪爱.Fe_3O_4基磁性材料的制备及其复合薄膜电磁性能研究[D].哈尔滨工业大学,2011.
[11]肖夏.高中生生涯发展现状及生涯教育对策的研究[D].东北师范大学,心理健康教育,2012,硕士.
[12]高烨萱.关联顺应下日汉空缺词汇的翻译研究[D].西安外国语大学,日语语言文学,2013,硕士.
[13]何晶晶.重庆市菜地土壤化学物质的分布特征及其调控[D].西南大学,环境工程,2014,硕士.
[14]耿玉杰.立体图像合成方法的研究[D].山东大学,计算机软件与理论,2013,硕士.
[15]陈昌根.中国电信企业大客户关系管理[D].广西大学,2004.
[16]武凯宾.非结构环境下基于三维相机的移动机器人障碍物检测研究[D].湖南大学,机械工程,2011,硕士.
[17]王晓锋.吉林省农副产品价值增值对策的研究[D].吉林大学,企业管理,2004,硕士.
[18]邹爱丽.湖北省中学生领导力与课外体育活动参与关系研究[D].华中师范大学,体育人文社会学,2014,硕士.
[19]陈振宇,秦雅坤,黄国四,伯平,刘玉松,韩树人,韩树人,高魁明,宋师伟,陆宪忠,陆宪忠,张钰元.会议报道[J].冶金自动化,1982,02:58-63+4.
[20]王宾,董新洲,薄志谦,AndrewKLIMEK.零序电抗继电器在特高压交流输电线路上的适用性分析[J].电力系统自动化,2008,04:46-50.
[21]王杨.沪深300 ETF和股指期货联动与价格发现研究[D].南京大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[22]陈伟坤.PONDER企业发展战略研究[D].华侨大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[23]叶继华,李明,王明文,邓方旗.一种改进的AdHoc网络路由协议AODV-DD[J].冶金自动化,2011,05:72-75.
[24]李敏.基于规则和SVM的教育资源分类技术研究[D].新疆大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[25]任远.方向选择性模型及其在图像处理中的应用[D].复旦大学,计算机软件与理论,2013,博士.
[26]张翠.黄芪和刺五加配伍组方增强鸡免疫功能的实验研究[D].吉林大学,临床兽医学,2013,硕士.
[27]刘英.中学化学学习指导的理论与方法[D].曲阜师范大学,课程与教学论,2004,硕士.
[28]谭力学.芎黄合剂对大鼠肝纤维化的干预实验[D].重庆医科大学,内科学,2004,硕士.
[29]赵潇璇,刘艳茹,董斌,柴永明,柳云骐,刘晨光.纳米二硫化钼的化学法合成研究进展[J].材料导报,2013,23:60-65.
[30]吴斌.论刑事附带民事诉讼[D].湘潭大学,法律,2003,硕士.
[31]赵毅.乳品采集智能化工况模拟与检测系统研究开发[D].吉林大学,农业工程,2014,硕士.
[32]边芳.磁共振胆胰管成像评价胰胆管汇合分型与胰腺炎发病的关系[D].郑州大学,影像医学与核医学,2013,硕士.
[33]赵洋.心脏X综合征与血浆血栓调节蛋白、选择素E水平的相关性研究[D].山东大学,内科学,2013,硕士.
[34]樊欢.初中生语文课堂笔记指导策略研究[D].湖南师范大学,课程与教学论,2014,硕士.
[35]陆学艺.城乡一体化的社会结构分析与实现路径[J].南京农业大学学报(社会科学版),2011,02:1-5.
[36]靳素娟.东明县水资源承载力与政府水资源管理研究[D].中国海洋大学,公共管理,2011,硕士.
[37]赵文锋.以Keggin型杂多酸为构筑单元的杂化材料合成与性能研究[D].浙江大学,化学,2013,硕士.
[38]尹璟.高职精品课程建设项目管理研究[D].南昌大学,项目管理,2014,硕士.
[39]刘国君.基于Struts2的鞍山电信设备管理系统的设计与实现[D].大连理工大学,软件工程（专业学位）,2013,硕士.
[40]和雪.公民身份意识及其培育研究[D].郑州大学,思想政治教育,2013,硕士.
[41]李玲.谈比才的歌剧中卡门形象的塑造及表现[D].首都师范大学,音乐学,2004,硕士.
[42]王权.烟曲霉感染中TLR2和转录因子PU.1对Dectin-1表达影响的研究[D].第二军医大学,呼吸内科,2013,硕士.
[43]周旭东,王国栋.CMAC最优设计及其算法——GA技术优化CMAC偏移矢量分布[J].自动化学报,1998,05:19-24.
[44]闫光.载流子输运层对有机电致发光器件性能的研究[D].北京交通大学,2012.
[45]胡静.织物动态仿真及碰撞算法的研究[D].浙江理工大学,信号与信息处理,2014,硕士.
[46]周守华,肖正再.权益均衡论:关于财务会计目标的思考[J].会计研究,2005,10:7-12+96.
[47]梁家荣,徐宝民,刘永清.具输入饱和因子的广义系统的镇定[J].自动化学报,1999,04:104-108.
[48]刘文岭.刻纹切缝两用机结构设计与研究[D].长安大学,机械工程（专业学位）,2013,硕士.
[49]邓德传.虚拟机资源分配的非合作博弈标价模型研究[D].杭州电子科技大学,计算机应用与技术,2011,硕士.
[50]焦自权.大型导管架平台声振预报研究[D].大连理工大学,船舶与海洋结构物设计制造,2013,硕士.