基于暂态理论的光伏微电网系统逆功率检测方法研究

摘要

太阳能作为一种洁净的可再生新能源，越来越受到人们的青睐，将太阳能转化为电能是解决能源问题的重要途径之一。要使太阳能发电发挥真正的实用价值，并网发电是值得重点考虑的一种发电方式。然而，由于电网系统中负载功率情况的不确定性存在太阳能电力向市电倒灌的危险，即发生逆功率。
　　针对太阳能光伏并网发电过程中可能会发生逆功率的问题，在现有理论研究和关键技术基础上，提出了基于电力系统暂态过程理论和电力系统暂态保护理论的负载特征波逆功率检测与控制方法，即通过以F28335DSP为核心的采样处理系统捕捉电网中各类负载突然变动时的暂态波，采用FFT算法对采样数据进行整理分析提取出各类负载的暂态波所携带的典型特征，并确定各类负载暂态波与负载变动事件之间的关系，建立特征波模型库，以特征波模型库为依据对电网信号进行检测来判断是否发生逆功率事件。
　　在光伏微电网试验平台上，设计了按键控制继电器动作电路，实现了对负载动作的控制;设计了采样处理电路，实现了对暂态波信号的提取;建立了实验平台中各类负载变动事件的样本库;采用FFT分析方法和基于统计指标的负载变动事件匹配定位算法建立了特征波模型库;并对模型库进行了试验平台中的测试，实现了负载变动事件100％的正确识别率和具体负载变动事件80％的正确识别率。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 光伏发电系统的提出以及意义

1．2 逆功率检测技术的发展现状

1．3 课题的研究目标、内容与方法

参考文献

第二章 开关电源主电路设计

2．1 研究依据与思路

2．2 系统平台的选取

2．2．1 下位机硬件平台选取

2．2．2 下位机软件平台选取

2．2．3 上位机软件选取

2．3 本章小结

参考文献

第三章 信号提取硬件电路设计

3．1 基于暂态波实现逆功率检测的光伏微电网实验平台设计

3．1．2 用户端负载介绍

3．1．3 实验平台设计方案

3．2 电网信号变送电路设计

3．3 信号调理电路设计

3．3．1 信号放大电路

3．3．2 信号滤波电路

3．3．3 信号正向平移电路

3．3．4 信号限幅电路

3．4 基于TMS320F28335 DSP开发板的信号采集电路设计

3．4．1 GPIO模块的应用

3．4．2 ADC模块的应用

3．4．3 SCI模块的应用

3．5 本章小结

参考文献

第四章 算法研究与系统软件设计

4．1 下位机程序设计

4．2 基于Matlab GUI的上位机人机交互界面设计

4．3 数据分析算法研究

4．3．1 基于FFT的暂态波数据的分析方法研究

4．3．2 基4-FFT算法研究

4．3．3 基于DSP的FFT算法实现

4．3．4 基于统计指标的负载变动事件匹配定位算法研究

4．4 本章小结

参考文献

第五章 实验结果与分析

5．1 基于按键控制继电器通断间接控制负载动作的实验平台系统

5．2 采样参数确定

5．3 负载变动对应暂态波特征确定

5．3．1 电压信号分析结果

5．4 负载变动对应暂态波特征结果验证

5．5 本章小结

参考文献

第六章 结论与展望

6．1 已完成工作和实现的功能

6．2 存在不足与展望

致谢

攻读学位期间发表的学术论文