計(jì)及感應(yīng)電動機(jī)負(fù)荷的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性分析.pdf

1、隨著傳統(tǒng)能源的不斷消耗以及環(huán)境污染的加劇，對新能源的開發(fā)利用已經(jīng)成為全球重要的發(fā)展項(xiàng)目。太陽能發(fā)電以其儲存量豐富且環(huán)保清潔等優(yōu)點(diǎn)受到了極大的重視。光伏并網(wǎng)發(fā)電作為太陽能利用最為主要的應(yīng)用形式，成為光伏利用的發(fā)展趨勢。本文以三相單級式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)為研究對象，首先介紹了光伏電池發(fā)電的基本原理，并建立了光伏陣列的數(shù)學(xué)模型及仿真模型，分析了其輸出特性。接著根據(jù)其輸出特性分析了光伏陣列的最大功率點(diǎn)跟蹤問題，以及光伏并網(wǎng)系統(tǒng)所采用的控制策略并進(jìn)

2、行了仿真分析，最后運(yùn)用特征值分析法分析了光照強(qiáng)度及感應(yīng)電動機(jī)負(fù)荷參數(shù)對光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性影響。
　　 本研究主要內(nèi)容包括：⑴介紹了光伏電池的工作原理并且建立了光伏電池的數(shù)學(xué)模型，通過將光伏電池經(jīng)過串并聯(lián)組合成光伏陣列，得到系統(tǒng)所需要的輸出功率。運(yùn)用MATLAB軟件分析了光照強(qiáng)度與環(huán)境溫度變化對光伏陣列的輸出伏安特性和功率電壓特性的影響，結(jié)果表明，當(dāng)光照強(qiáng)度一定時，隨著環(huán)境溫度升高，光伏陣列的短路電流緩慢減小，開路電壓與最

3、大功率點(diǎn)功率均降低；當(dāng)環(huán)境溫度一定時，隨著光照強(qiáng)度增大，光伏陣列的開路電壓變化緩慢，短路電流與最大功率點(diǎn)功率均隨著光照強(qiáng)度的增大而增大。⑵光照強(qiáng)度和環(huán)境溫度的變化使得光伏陣列的輸出功率在不斷地變化，為了使光伏陣列輸出最大的功率，介紹了恒定電壓法、開路電壓法與短路電流法、擾動觀測法和導(dǎo)納增量法這幾種常用的最大功率點(diǎn)跟蹤方法的原理，運(yùn)用MATLAB軟件并結(jié)合S函數(shù)對開路電壓法與短路電流法和擾動觀測法進(jìn)行了仿真分析。并對分析結(jié)果進(jìn)行了相對跟蹤

4、誤差的比較，結(jié)果表明：擾動觀測法的跟蹤誤差最小，精度最高，具有良好的跟蹤效果。⑶介紹了本文所建立的三相單級式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，建立了各個部分的數(shù)學(xué)模型，包括：光伏系統(tǒng)、配電網(wǎng)系統(tǒng)以及感應(yīng)電動機(jī)負(fù)荷模型，提出了直流電壓外環(huán)與電流內(nèi)環(huán)的控制策略。運(yùn)用MATLAB／Simulink軟件建立了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的仿真模型，通過仿真波形可以看出，光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的直流電壓能夠跟蹤到光伏陣列的最大功率點(diǎn)電壓，并網(wǎng)電流與電網(wǎng)電壓頻率與相位均相同，穩(wěn)態(tài)運(yùn)行

5、時并網(wǎng)電流波形質(zhì)量良好，表明該控制策略的控制效果良好。⑷為了對所建立的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行小干擾穩(wěn)定性分析，推導(dǎo)了各個子系統(tǒng)的線性化模型，包括變換器子系統(tǒng)、配電網(wǎng)子系統(tǒng)與感應(yīng)電動機(jī)負(fù)荷系統(tǒng)，在所得到的整個系統(tǒng)的線性化模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行了特征值分析，分析表明在所采用的控制策略下，系統(tǒng)的所有特征值實(shí)部均具有負(fù)實(shí)部，整個系統(tǒng)是小干擾穩(wěn)定的。⑸分析了光照強(qiáng)度以及感應(yīng)電動機(jī)負(fù)荷參數(shù)變化對整個系統(tǒng)的影響。結(jié)果表明這些參數(shù)的變化均不會使系統(tǒng)出現(xiàn)干擾不穩(wěn)定的