多机光伏并网逆变器并网运行的孤岛检测方法研究

摘要

能源危机和环境污染问题日益严重已经引起了广泛关注，研究可再生能源发电是解决上述问题的有力手段。太阳能发电是可再生能源发电系统的重要组成部分。随着太阳能并网技术的快速发展，在2014年底，全球光伏发电的装机容量已经达到28.1GW。大量的光伏并网发电系统接入传统电力系统将会对电力系统安全运行提出新的技术挑战，其中孤岛检测为光伏并网发电系统的关键技术之一。
　　本文主要以光伏并网逆变器为背景。首先，本文介绍了光伏发电的背景和意义，并且对并网逆变器的拓扑结构和控制方法做了概述，对单相并网逆变器建模和闭环控制系统进行了设计。
　　其次，本文介绍了光伏并网逆变器型孤岛检测技术包括远程检测和本地检测，其中本地检测又分为被动和主动孤岛检测两大类。本文主要分析了单相孤岛检测方法中的主动移频法、带正反馈的主动移频法以及优化后的正反馈的主动移频法的原理，并且进行了相应的盲区分析以及仿真分析。
　　然后，随着大规模分布式发电系统的应用，实际上常常出现系统连接有多台并网逆变器的情形，多台逆变器并网系统孤岛检测技术的研究越来越受到关注。为此，本文针对光伏发电系统在多台逆变器并网条件下的孤岛检测技术展开了研究，具体研究内容分为五部分：
　　1、分析光伏并网逆变器中有一部分逆变器采用被动式孤岛检测方法的原理；
　　2、分析两台并网逆变器分别采用主动频移法（AFD）和正反馈主动频移法（AFDPF）的原理以及盲区分析；
　　3、分析两台并网逆变器均采用AFDPF方法的原理；
　　4、分析两台并网逆变器分别采用主动频移法（AFD）和优化后的正反馈主动频移法（AFDPF-new）的原理以及盲区分析；
　　5、分析两台并网逆变器分别采用正反馈主动频移法（AFDPF）和优化后的正反馈主动频移法（AFDPF-new）的原理以及盲区分析。
　　最后，通过Matlab/Simulink仿真软件建立了两台光伏并网逆变器并联的仿真模型，两台逆变器运行情况分别对传统AFDPF和改进型AFDPF孤岛检测方法进行了仿真分析。

目录

声明

1 绪 论

1.1 光伏发电的背景及意义

1.2 光伏并网的孤岛效应

1.3本文主要研究内容

2 光伏并网逆变器的建模以及谐波分析

2.1光伏并网逆变器的结构

2.2光伏并网逆变器的控制策略

2.3单相光伏并网逆变器的建模

2.4电流单闭环 PI控制设计

2.5谐波分析

2.6本章小结

3 光伏发电孤岛效应检测方法的研究

3.1远程孤岛检测方法

3.2本地孤岛检测方法

3.3 本章小结

4 单机光伏并网正反馈主动频移孤岛检测方法优化研究

4.1正反馈主动频率偏移法

4.2优化后的正反馈主动频移孤岛检测方法

4.3盲区检测仿真分析

4.4改进的算法参数设置及步骤

4.5建模及仿真分析

4.6 本章小结

5 多机光伏并网逆变器并网运行的孤岛检测方法研究

5.1 多机孤岛检测方法的选择依据[9.49]

5.2 有一部分逆变器采用被动式孤岛检测方法[41,50]

5.3 两台并网逆变器分别采用主动频移法（AFD）和正反馈主动频移法（AFDPF）

5.4 两台并网逆变器均采用AFDPF方法

5.5 两台并网逆变器分别采用主动频移法（AFD）和优化后的正反馈主动频移法（AFDPF-new）

5.6 两台并网逆变器分别采用正反馈主动频移法（AFDPF）和优化后的正反馈主动频移法（AFDPF-new）

5.7 测量误差对多机并网孤岛检测的影响

5.8多机光伏并网逆变器并网运行的孤岛检测方法仿真分析

5.9 本章小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及科研成果

致谢