光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的相關技術研究.pdf

1、世界光伏產(chǎn)業(yè)和市場在嚴峻的能源形勢和人類生態(tài)環(huán)境形勢的壓力下，進入到了快速發(fā)展時期，光伏電池產(chǎn)量逐年增加。因此，開展光伏并網(wǎng)發(fā)電相關技術的研究具有重要的理論意義和實用價值。本文以光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)為研究對象，對光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的建模、控制及對配電網(wǎng)電壓質量的影響和對策，光伏及其它分布式電源并網(wǎng)系統(tǒng)中逆變器的故障特征和保護方案，光伏發(fā)電系統(tǒng)的短期發(fā)電功率預測，光伏及其它分布式電源并網(wǎng)系統(tǒng)失步保護等方面進行了深入的研究。
　　采用外特性等效

2、的方法推導了大容量光伏電源的數(shù)學模型；針對傳統(tǒng)擾動法存在步長固定、功率損耗等問題，提出了“改進擾動觀察法”的最大功率跟蹤方案；給出了LCL濾波器的設計過程，并與L濾波器和LC濾波器的性能進行了對比分析；采用同步PI雙環(huán)控制策略實現(xiàn)單極式三相電壓型橋式逆變器的并網(wǎng)控制。在此基礎上，搭建了大容量光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)模型，為本文其它章節(jié)的研究提供了有效平臺，并對分布式電源接入配電網(wǎng)對電壓波動、電壓分布以及諧波影響和防止對策進行了較深入的分析。

3、r>　　并網(wǎng)逆變器作為光伏及其它分布式電源與系統(tǒng)并網(wǎng)的能量轉換與控制核心，其運行情況不僅影響和決定自身的使用壽命，也影響到并網(wǎng)系統(tǒng)是否能夠穩(wěn)定、安全、高效地運行。本文基于開關函數(shù)分析了并網(wǎng)逆變器在內(nèi)部功率開關管短路、斷路和并網(wǎng)交流側出口處發(fā)生不對稱短路時的直流側電流的故障特征，深入研究了直流側電流中基波和二次諧波的幅值隨故障類型的變化規(guī)律，提出了在現(xiàn)有逆變器保護配置的基礎上增加基波過電流保護和二次諧波過電流保護的逆變器保護新方案，無需添

4、加硬件成本，能全面、靈敏、快速反映并網(wǎng)逆變器的所有故障。
　　準確地預測光伏電源在未來特定時間段內(nèi)的發(fā)電功率，對電網(wǎng)規(guī)劃、經(jīng)濟調度、電力交易和分布式電源最優(yōu)組合運行管理等都有重要的意義。本文分析了天氣因素對發(fā)電功率的影響，提出了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡和反饋型神經(jīng)網(wǎng)絡的光伏發(fā)電功率預測模型，給出了神經(jīng)網(wǎng)絡各層節(jié)點個數(shù)、模型評估、學習算法等方面的設計方法。在此基礎上，鑒于神經(jīng)網(wǎng)絡初始化權值閾值隨機性較大，容易陷入局部最優(yōu)等問題，利用混沌自適

5、應粒子群優(yōu)化算法的全局收斂能力和強魯棒性對反饋型神經(jīng)網(wǎng)絡進行初始化設計，提出了基于混沌自適應粒子群優(yōu)化算法與反饋型神經(jīng)網(wǎng)絡相結合的發(fā)電功率預測模型，并對以上三種模型的預測結果進行了分析對比。
　　越來越多的光伏及其它分布式電源接入電網(wǎng)，對電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性產(chǎn)生了一定影響。本文針對光伏及其它分布式電源并網(wǎng)系統(tǒng)中存在的失步問題，分析了逆變型分布式電源并網(wǎng)系統(tǒng)失步和傳統(tǒng)旋轉型電源電網(wǎng)失步的區(qū)別，利用公共耦合節(jié)點的視在阻抗角偏移量來判斷