基于光伏并网发电系统的反孤岛策略研究

摘要

光伏并网发电是目前我国大力发展、大力扶持的一种发电形式，随着未来能源结构的转型，它将成为电力系统里面的一个很重要的元素。然而，孤岛效应是光伏并网发电技术中的关键问题之一，它会造成诸如人身安全、经济效益、电能质量等方面的问题，因此，围绕光伏并网发电系统的反孤岛策略进行深入研究。
　　本文阐述了光伏并网发电系统反孤岛策略的研究背景、意义以及研究现状，分析对比了各种反孤岛策略的优缺点及适用的场合，为反孤岛策略的研究提供了参考。分析了单相和三相光伏并网发电系统的拓扑结构和控制方法，基于PSCAD软件，建立了单相和三相光伏并网发电系统的仿真模型，并进行了仿真分析，仿真结果验证了模型和控制方法的正确性，为后续反孤岛策略的研究奠定了理论基础。提出了一种基于锁相角扰动的主动式反孤岛策略，对参考电流锁相角引入一个微小的随正弦规律变化的扰动，使得参考电流中加入了一个二次谐波，在电网断电时，通过提取其公共点的二次谐波电压并与其阈值相比较来判断光伏并网发电系统的孤岛效应。建立了基于锁相角扰动的反孤岛仿真模型，对不同类型的负载情况进行了仿真，验证了该方法的正确性。提出了一种混合式光伏逆变器反孤岛策略，将过欠电压/频率法与主动功率扰动法结合起来，通过对逆变器输出功率与负载功率匹配度的实时分析，控制光伏并网发电系统在两种反孤岛工作模式之间切换，解决了功率匹配时被动式反孤岛策略出现非检测区和主动式反孤岛策略影响电能质量的问题。将该混合式方法应用于三相光伏并网发电系统中，对不同工况进行了仿真。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪 论

1.1 选题背景

1.2 反孤岛策略研究意义

1.3 反孤岛策略研究现状

1.4 本文主要工作

第2章 用于孤岛研究的光伏并网发电系统建模与仿真

2.1 光伏并网发电系统结构

2.2 光伏并网发电系统分类

2.3 光伏并网发电系统直流侧拓扑结构选择与建模仿真

2.4 单相并网发电系统建模与仿真

2.5 三相并网发电系统建模与仿真

2.6 光伏发电系统等效模型

2.7 小结

第3章 反孤岛技术概述

3.1 孤岛检测中的几个基本概念

3.2 孤岛检测标准

3.3 常用反孤岛策略特点分析

3.4 小结

第4章 基于锁相角扰动的主动式反孤岛策略研究

4.1 基于锁相角扰动反孤岛原理

4.2 基于Goertzel算法的二次谐波电压提取

4.3 阈值计算

4.4 仿真分析

4.5 小结

第5章 混合式反孤岛策略研究

5.1 混合式反孤岛原理

5.2 混合式反孤岛模型

5.3 功率匹配度分析

5.4 仿真分析

5.5 小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果