微電網中光伏系統(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給傳統(tǒng)電網帶來了很大的影響,而以微電網形式接入大電網不僅可以解決大規(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)并入微電網時的控制與微電網的穩(wěn)定性具有很重要的意義。
　　 根據微電網運行特點,結合下:垂特性思想,對并網逆變器提出的控制方法以滿足微電網靈活運

2、行的要求,進行了仿真分析。并對光伏系統(tǒng)在微電網中的穩(wěn)定性進行仿真分析。仿真結果表明微電網在這種新型控制策略下可以穩(wěn)定運行。針對微電網由聯(lián)網進入孤島瞬時對微電網穩(wěn)定的影響,給出了幾種孤島檢測方法結合控制策略以減小危害。具體研究內容如下:
　　 (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的關系,仿真結果得到,當光照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上,利用MATLAB實現(xiàn)了導納

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)并網仿真模型。前級DC-DC轉換器結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,根據微電網的運行特性,采用下垂特性思想來控制逆變器,在微電網聯(lián)網運行時對逆變器采用基于下垂特性的PQ控制;而在微電網孤

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