微電網(wǎng)中光伏系統(tǒng)的控制與穩(wěn)定性分析.pdf

1、社會對能源的需求和環(huán)境的惡化之間的矛盾,引發(fā)了各國對新能源的探索。太陽能由于其能量充足且不受地域性影響,是目前分布式電源研究的重點。但是分布式電源的并網(wǎng)給傳統(tǒng)電網(wǎng)帶來了很大的影響,而以微電網(wǎng)形式接入大電網(wǎng)不僅可以解決大規(guī)模接入問題,還可以使得各種分布式電源物盡其能。因此,研究光伏發(fā)電系統(tǒng)并入微電網(wǎng)時的控制與微電網(wǎng)的穩(wěn)定性具有很重要的意義。
　　 根據(jù)微電網(wǎng)運行特點,結(jié)合下:垂特性思想,對并網(wǎng)逆變器提出的控制方法以滿足微電網(wǎng)靈活運

2、行的要求,進(jìn)行了仿真分析。并對光伏系統(tǒng)在微電網(wǎng)中的穩(wěn)定性進(jìn)行仿真分析。仿真結(jié)果表明微電網(wǎng)在這種新型控制策略下可以穩(wěn)定運行。針對微電網(wǎng)由聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入孤島瞬時對微電網(wǎng)穩(wěn)定的影響,給出了幾種孤島檢測方法結(jié)合控制策略以減小危害。具體研究內(nèi)容如下:
　　 (1)研究了光伏陣列的發(fā)電原理和電氣特性;運用MATLAB軟件對光伏陣列進(jìn)行了仿真;分析了光照強度和溫度變化對光伏陣列伏安特性和輸出特性的影響,探討了光伏陣列的開路電壓Uoc和短路電流Isc

3、與溫度T、光照S的關(guān)系,仿真結(jié)果得到,當(dāng)光照S為某一特定值時,溫度T光伏陣列的短路電流Isc和開路電壓Uoc成反比;而當(dāng)溫度T某一特定值時,光照強度S與光伏陣列的開路電壓Uoc和短路電流Isc成正比。
　　 (2)光照強度和溫度的變化會影響光伏陣列的功率輸出。為了使光伏陣列輸出功率始終最大,本文分析了恒定電壓法、擾動觀測法和增量導(dǎo)納法這三種典型的最大功率跟蹤方法的工作原理,并在光伏陣列仿真模型的基礎(chǔ)上,利用MATLAB實現(xiàn)了導(dǎo)納

4、增量法對光伏陣列最大功率的跟蹤。采用固定步長對光伏陣列進(jìn)行跟蹤,實現(xiàn)了仿真速度的加快。
　　 (3)分析了光伏電池輸出特性后,搭建了兩級三相式光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)仿真模型。前級DC-DC轉(zhuǎn)換器結(jié)合跟蹤最大功率方法實現(xiàn)了光伏系統(tǒng)始終保持在最大功率輸出,而且可以使輸出的直流電壓維持在需要的值。對后級逆變器的控制方法研究,根據(jù)微電網(wǎng)的運行特性,采用下垂特性思想來控制逆變器,在微電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運行時對逆變器采用基于下垂特性的PQ控制;而在微電網(wǎng)孤

5、島運行時,對逆變器采用基于下垂特性的V/f控制,并對控制策略進(jìn)行仿真分析。仿真結(jié)果表明,控制策略可以實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)在微電網(wǎng)不同模式下的穩(wěn)定運行。
　　 (4)為了更加真實的模擬微電網(wǎng)運行特性,文中搭建的微電網(wǎng)中含有兩種微電源,兩種微電源分別帶負(fù)荷在微電網(wǎng)中運行。針對不同模式下的暫態(tài)故障微電網(wǎng)恢復(fù)情況、負(fù)荷及光照的變化對微電網(wǎng)的影響,對微電網(wǎng)的穩(wěn)定性進(jìn)行仿真分析。仿真結(jié)果表明,微電網(wǎng)在給出的控制策略下可以穩(wěn)定運行,證明控制策略的