光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)研究.pdf

1、世界光伏產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)在嚴(yán)峻的能源形勢(shì)和人類生態(tài)環(huán)境形勢(shì)的壓力下，進(jìn)入到了快速發(fā)展時(shí)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(guān)技術(shù)的研究具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。本文以光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的建模、控制及對(duì)配電網(wǎng)電壓質(zhì)量的影響和對(duì)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(hù)方案，光伏發(fā)電系統(tǒng)的短期發(fā)電功率預(yù)測(cè)，光伏及其它分布式電源并網(wǎng)系統(tǒng)失步保護(hù)等方面進(jìn)行了深入的研究。
　　采用外特性等效

2、的方法推導(dǎo)了大容量光伏電源的數(shù)學(xué)模型；針對(duì)傳統(tǒng)擾動(dòng)法存在步長(zhǎng)固定、功率損耗等問題，提出了“改進(jìn)擾動(dòng)觀察法”的最大功率跟蹤方案；給出了LCL濾波器的設(shè)計(jì)過程，并與L濾波器和LC濾波器的性能進(jìn)行了對(duì)比分析；采用同步PI雙環(huán)控制策略實(shí)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(chǔ)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(tái)，并對(duì)分布式電源接入配電網(wǎng)對(duì)電壓波動(dòng)、電壓分布以及諧波影響和防止對(duì)策進(jìn)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(zhuǎn)換與控制核心，其運(yùn)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(yùn)行。本文基于開關(guān)函數(shù)分析了并網(wǎng)逆變器在內(nèi)部功率開關(guān)管短路、斷路和并網(wǎng)交流側(cè)出口處發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)的直流側(cè)電流的故障特征，深入研究了直流側(cè)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(hù)配置的基礎(chǔ)上增加基波過電流保護(hù)和二次諧波過電流保護(hù)的逆變器保護(hù)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(zhǔn)確地預(yù)測(cè)光伏電源在未來特定時(shí)間段內(nèi)的發(fā)電功率，對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)調(diào)度、電力交易和分布式電源最優(yōu)組合運(yùn)行管理等都有重要的意義。本文分析了天氣因素對(duì)發(fā)電功率的影響，提出了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和反饋型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)模型，給出了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)各層節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)、模型評(píng)估、學(xué)習(xí)算法等方面的設(shè)計(jì)方法。在此基礎(chǔ)上，鑒于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)初始化權(quán)值閾值隨機(jī)性較大，容易陷入局部最優(yōu)等問題，利用混沌自適

5、應(yīng)粒子群優(yōu)化算法的全局收斂能力和強(qiáng)魯棒性對(duì)反饋型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行初始化設(shè)計(jì)，提出了基于混沌自適應(yīng)粒子群優(yōu)化算法與反饋型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的發(fā)電功率預(yù)測(cè)模型，并對(duì)以上三種模型的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了分析對(duì)比。
　　越來越多的光伏及其它分布式電源接入電網(wǎng)，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性產(chǎn)生了一定影響。本文針對(duì)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(zhuǎn)型電源電網(wǎng)失步的區(qū)別，利用公共耦合節(jié)點(diǎn)的視在阻抗角偏移量來判斷