光伏并网发电系统建模及对电网的影响研究

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伴随着人们生活水平的提高,人们对能源的需求也越来越高。太阳能作为一类新型的绿色可再生能源,具备储量大、经济环保、清洁等优点。随着电力需求的增加、能源紧张、环境污染等问题的日益严重,与配电网并网运行的光伏发电系统凸显出越来越强的优势。长远来看,并网光伏发电系统定会发展成为未来重要的发电方式之一。  本文以光伏发电并网系统为研究对象,对光伏并网系统的建模、控制及对电网影响进行了深入的研究。首先,介绍了光伏发电技术的国内外现状及关键性技术,概述了光伏发电系统的组成;其次,对光伏电池的原理、特性方程进行了研究并建立光伏电池数学模型,通过Matlab/Simulink软件分别在不同温度、不同光照下进行仿真,得出光伏电池的输出特性曲线。再次,对MPPT算法进行研究,通过常用的MPPT算法之间的对比,选用模糊控制MPPT算法,并建立仿真模型,仿真验证了模糊控制的有效性。然后,通过对并网逆变器拓扑结构及分类的分析,选择电压源输入/电流源输出的控制策略。推导了控制系统中电压外环及电流内环的传递函数,并计算相应的参数。通过Matlab/Simulink对控制策略进行仿真,仿真结果满足并网的要求,验证了控制策略的可行性。最后,从配电网短路故障时的特性出发,研究了光伏并网对配电网保护产生的影响,从谐波、电压瞬态与暂降、频率偏差角度分析了光伏并网对配电网电能质量的影响。  本文利用 Matlab/simulink软件的仿真平台,搭建了光伏并网发电系统的仿真模型,通过仿真实验,验证了理论分析的正确性。通过分析光伏发电并网对电网的影响,为光伏并网提供参考依据。
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