光伏發(fā)電系統(tǒng)對電能質(zhì)量影響分析文獻(xiàn)綜述

1、文件綜述姓 名:學(xué) 號：指導(dǎo)教師:工程碩士論文： 光伏發(fā)電系統(tǒng)對電能質(zhì)量影響剖析文件綜述摘 要：能源局勢日趨嚴(yán)重的今日，光伏發(fā)電的作用與應(yīng)用遠(yuǎn)景正日趨獲得社會的廣泛認(rèn)可，展開光伏發(fā)電的應(yīng)用推行研究也更擁有現(xiàn)實(shí)意義。因?yàn)楣夥⒕W(wǎng)發(fā)電特征有別于慣例發(fā)電方式，需要對并網(wǎng)光伏發(fā)電系 統(tǒng)的特征進(jìn)行充足研究，才能使太陽能發(fā)電資源獲得最大程度的利用。不 同于傳統(tǒng)電源，光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率存在間歇性和不確立性，并采納大批的電 力電子換流裝置和復(fù)雜的控制策略并網(wǎng)，這給電能帶來了新的質(zhì)量問題。對光伏系統(tǒng)構(gòu)造、運(yùn)轉(zhuǎn)特征及控制策略的研究顯得尤其重要。本文從三個方面對光伏發(fā)電系統(tǒng)電能質(zhì)量進(jìn)行綜述。1、光伏發(fā)電系統(tǒng)2、

2、電能質(zhì)量評論3、電能質(zhì)量控制重點(diǎn)詞：光伏發(fā)電系統(tǒng)；光伏逆變器；電能質(zhì)量、八、亠 刖言太陽能光伏發(fā)電擁有很多傳統(tǒng)能源沒法比較的優(yōu)勝性，已被公認(rèn)是人 類理想的能源。光伏發(fā)電的控制采納最大功率點(diǎn)追蹤控制策略，光伏發(fā)電 的輸出功率真接決定于光照強(qiáng)度，而光照強(qiáng)度在一天里跟著時間和天氣等 要素的變化不是一個穩(wěn)固值，所以光伏發(fā)電的輸出功率是跟著光照強(qiáng)度的 變化而顛簸的。光伏發(fā)電的隨機(jī)性，顛簸性，間歇性會惹起電壓顛簸、電 壓閃變以及頻次顛簸等一系列電能質(zhì)量問題。此外，因?yàn)樘柲芄夥l(fā)電 系統(tǒng)經(jīng)過光伏組件將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔?，再?jīng)過并網(wǎng)型逆變器將直流 電能轉(zhuǎn)變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻次、同相位的正弦波電流并入電網(wǎng)，將直流

3、電能經(jīng) 逆變變換為溝通電能的過程中會產(chǎn)生諧波，影響用戶用電的電能質(zhì)量，傷 害用戶設(shè)施，造成經(jīng)濟(jì)損失。所以，研究光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能質(zhì)量狀況， 對推進(jìn)綠色環(huán)保變電站的建設(shè)，推行太陽能光伏發(fā)電的應(yīng)用，擁有踴躍意 義。2、光伏發(fā)電研究現(xiàn)狀進(jìn)入21世紀(jì)，國內(nèi)外專家學(xué)者對光伏發(fā)電做出了大批的研究，光伏針對光伏陣列的特色，提出了鑒于最大功率點(diǎn)追蹤（MPPT）的光伏陣列并網(wǎng)發(fā)電方案，采納電網(wǎng)電壓前饋和電流追蹤技術(shù)，成立了有關(guān)的控制模型， 實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)側(cè)電流正弦化且為單位功率因數(shù)。文件2提出了一種并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的模塊化構(gòu)造?；镜陌l(fā)電單元包含兩塊并行的光伏電池板和一個 專用的buck-boost或許fly-bac

4、k）PWM變流器。提出一種鑒于擾動察看法的新式MPPT算法來調(diào)理光伏發(fā)電單元的工作點(diǎn)。多個光伏發(fā)電單元并聯(lián)到一個裝有標(biāo)準(zhǔn)有源濾波器的直流母線上，而后再連結(jié)到電網(wǎng)上。并網(wǎng)逆 變器將直流母線電壓逆變?yōu)橐粋€合適的固定值，把各個發(fā)電單元發(fā)出的功 率注入到公共電網(wǎng)上。每個發(fā)電單元都作為一個獨(dú)立的變換器工作，各個 單元之間或許單元與并網(wǎng)逆變器之間就不需要信號連結(jié)，提升了整個光伏 發(fā)電系統(tǒng)的靈巧性。文件3則提出了在與電網(wǎng)電壓矢量同步旋轉(zhuǎn)的d-q坐標(biāo)系下，應(yīng)用同步矢量電流P-I調(diào)理器與電流前饋賠償?shù)姆椒▽补?jié)點(diǎn)并網(wǎng)電流進(jìn)行閉環(huán)控制的同時又能迅速穩(wěn)固實(shí)現(xiàn)光伏陣列最大功率點(diǎn)跟 蹤（MPPT），使系統(tǒng)擁有優(yōu)秀的動

5、向與穩(wěn)態(tài)性能。文件提出了一種包含新的功率變換器控制策略、最大功率點(diǎn)追蹤和孤島檢測方法的并網(wǎng)光伏發(fā)電 系統(tǒng)。新的功率變換器配置包含新開發(fā)的DC/DC功率變換器和DC/AC功率變換器。為了簡化傳統(tǒng)的克制擾動和察看MPPT方法的電路，提出了一種新的用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的MPPT方法，并應(yīng)用在DC/DC 變換器的控制上。類似于光伏發(fā)電這類采納逆變器接口的散布式電源，在控制方面往常有三種 控制策略：PQ控制，V/f控制，Droop控制策略5。PQ控制方式一般用于并 網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。在該狀態(tài)下，微網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷顛簸、頻次和電壓擾動由大電網(wǎng) 肩負(fù)，各DG能夠不考慮頻次調(diào)理和電壓調(diào)理，直接采納電網(wǎng)頻次和電壓 作為調(diào)理基礎(chǔ)，

6、控制逆變器依據(jù)給定參照值進(jìn)行有功功率和無功功率輸出 6-7。V/f策略主要應(yīng)用于獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)和孤島狀態(tài)下的電壓和頻次調(diào)理。經(jīng)過 設(shè)定電壓和頻次參照值，在PI控制器作用下及時控制逆變器輸出端口電壓和頻次，可作為恒壓、恒頻電源使用Droop控制策略是將逆變器的控制方式模擬傳統(tǒng)電力系統(tǒng)下垂特征，經(jīng)過解藕 有功 功率一無功功率與電壓一頻次之間的關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)電壓和頻次調(diào)理的方式。常有的是與傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)調(diào)理相像，采納有功一頻次（P-f）和無功一電壓（Q-V）的斜率控制方式10 11。在光伏發(fā)電的電能質(zhì)量研究方面，文件12采納功率譜密度（PSD）法對較大規(guī)模的光伏發(fā)電系統(tǒng)的 賣力特征進(jìn)行剖析，比較了不一樣地區(qū)

7、的光伏發(fā)電系統(tǒng)賣力的差別。文件13剖析了較大數(shù)目的不一樣拓?fù)錁?gòu)造和控制方式的并網(wǎng)逆變器與電網(wǎng)之間的 互相影響。文件14在IEEE519標(biāo)準(zhǔn)下剖析了一個散布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，通過2臺電能質(zhì)量記錄儀記錄了其丈量狀況，進(jìn)行了連結(jié) 斷開測試，以及諧波仿真剖析。3、電能質(zhì)量評估研究現(xiàn)狀國內(nèi)外對電能質(zhì) 量綜 合評論的研究 焦點(diǎn)主 假如怎樣合理地對電能質(zhì)量分級，并科學(xué)、客觀地將一個多指標(biāo)問題綜合成單調(diào)化問題。電能質(zhì)量 綜合評論的質(zhì)量等級評定，屬于定性評論。學(xué)者們在將多維問題向一1617 計(jì)特色值法18，模糊數(shù)學(xué)和概率統(tǒng)計(jì)與矢量代數(shù)相聯(lián)合的綜合評論方法 ，層次剖析法20，層次剖析法與模糊評論聯(lián)合的方法21H22

8、，物元剖析2324義與管理，是定量評論。其電能質(zhì)量綜合指標(biāo)定義的共同特色是以可接受 的限值水平（合同限值、標(biāo)準(zhǔn)限值、監(jiān)測均勻值等）為基準(zhǔn)，先將各種電能質(zhì)量監(jiān)測結(jié)果歸一化，再取其最大值、或超出部分的積累值等為綜合指標(biāo) 值。4、電能質(zhì)量控制方法光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng) 簡單向配電網(wǎng)注入諧波和直流重量等電能質(zhì)量問題。關(guān)于諧波和直流重量的檢測技術(shù)經(jīng)歷了從模擬到數(shù)字的過程。較早期間的模擬帶通或帶阻濾波器的丈量方法，其丈量精度和及時性已經(jīng)不 可以知足人們丈量需求，跟著數(shù)字信號辦理技術(shù)、小波變換等理論的迅速發(fā)展和 應(yīng)用 新的諧波和直流重量丈量剖析理論和計(jì)算方法獲得了迅速發(fā) 展。（1）速傅里葉變換（FFT）

9、 25是一種剖析電力系統(tǒng)諧波和直流重量的經(jīng) 典方法這類方法擁有較高精度、功能齊備、使用簡單的長處，其弊端是需要起碼一個周期的電流采樣，該方法需要進(jìn)行變換，計(jì)算量比較大，需要必定 的檢測時間，及時性不夠好26無功功率理論為諧波剖析供給了一種嶄新的思路。該理論提出了P-q法和ip-iq法來實(shí)現(xiàn)諧波電流的丈量隨后，學(xué)者們又提出了廣義剎時無功功率理論和鑒于傅里葉剎時功率基礎(chǔ)的均勻功率的諧波檢測理論（3）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）27。該理論已被很多重要的領(lǐng)域應(yīng)用。關(guān)于電 力系統(tǒng)諧波領(lǐng)域還處在研究階段。關(guān)于諧波剖析該理論的主要作用是提升諧波 和直流重量丈量的精度和及時性（4）小波變換29。該理論作為一種新的

10、數(shù)學(xué)理論,不單是數(shù)學(xué)史上的重要成就 也對工程應(yīng)用產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。從應(yīng)用角度講，傳統(tǒng)傅里葉變換方法能夠使用的方面都能夠使用小波變換來剖析小波變換也存在著必定的缺點(diǎn) 因?yàn)榧卸炔蛔悖诸l不夠嚴(yán)格，會存在著頻譜混疊，進(jìn)而造成頻域的剖析偏差。由現(xiàn)有的小波函數(shù)，現(xiàn)有還沒有研究出一個能嚴(yán)格分頻、能量集中的小波函數(shù)，所以沒法實(shí)現(xiàn)諧波的精準(zhǔn)丈量。剎時無功功率理論的主要用于諧波檢測工，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是諧波剖析的一個新的研究方向，而在研究和程實(shí)踐幵發(fā)中，對諧波的丈量技術(shù)仍以傅里葉及其改良算法為主。5小結(jié)從以上文件能夠看出電能質(zhì)量問題是影響其發(fā)展的重要要素。因?yàn)楣?伏發(fā)電系統(tǒng)自己就是個諧波源，負(fù)荷的改變和非線性負(fù)荷

11、的接入又會增添其起停頻次，進(jìn)而產(chǎn)生大批諧波、電流失真、電壓閃耀等電能質(zhì)量問題，并且微電源廣泛采納的逆變/整流技術(shù)和先進(jìn)的控制方法帶來了新的改良電能質(zhì)量的門路“優(yōu)化微電源控制使其實(shí)現(xiàn)咼效優(yōu)良并網(wǎng)，以及怎樣減小微電源接入對微網(wǎng)電能質(zhì)量的不利影響甚至加以改良，這是影響其可否大規(guī)模發(fā)展的兩個重要要素。在發(fā)電系統(tǒng)方面形成較為成熟的技術(shù)，擁有很好的 合用性?？墒窃陔娔苜|(zhì)量控制方面扔有好多需要解決的問題，比如小波函 數(shù)在質(zhì)量控制方面更還不可以完整實(shí)現(xiàn)諧波的精準(zhǔn)丈量。參照文件：When you are old and grey and full of sleep,And nodding by the fire

12、, take down this book,And slowly read, and dream of the soft lookYour eyes had once, and of their shadows deep;How many loved your moments of glad grace,And loved your beauty with love false or true,But one man loved the pilgrim soul in you,And loved the sorrows of your changing face;And bending dow

13、n beside the glowing bars,Murmur, a little sadly, how love fledAnd paced upon the mountains overheadAnd hid his face amid a crowd of st ars.The furthest distance in the worldIs not between life and deathBut when I stand in front of youYet you dont know thatI love you.The furthest distance in the wor

14、ldIs not when I stand in front of youYet you cant see my loveBut when undoubtedly knowing the love from bothYet cannot be together.The furthest distance in the worldIs not being apart while being in loveBut when I plainly cannot resist the yearningYet pretending you have never been in my heart.The f

15、urthest distance in the worldIs not struggling against the tidesBut using ones indifferent heartTo dig an uncrossable riverFor the one who loves you.倚窗遠(yuǎn)眺，眼光眼光盡處必有一座山，那隱隱約約的黛綠色的影，是春季的顏色。四周流嵐升騰，沒露出那真切的面貌。面對那流轉(zhuǎn)的薄霧，我會想象，那邊有一個世外桃源。在天階夜色涼如水的夏夜，我會靜靜地,靜靜地，等候一場流星雨的到臨許下一個夢想，不懇求去實(shí)現(xiàn)，起碼，以前，有那么一刻，我那還未枯敗的，青春的，詩意的心

16、，在我最美的年光里，同星空做了一次靈魂的 交流秋天里，陽光其實(shí)不刺目，天空是一碧如洗的藍(lán)，點(diǎn)綴著俊逸的流云。有時，一片飛舞的落葉，會飄到我的窗前。斑駁的印跡里，攜刻著暮秋的顏色。在一個落雪的晨，這紛繁揚(yáng)揚(yáng)的雪，飄落著一如千年前的潔白。窗夕卜，是未被污染的銀白色世界。我會去迎接，此人間的圣潔。在這流轉(zhuǎn)的 光陰里，有著流轉(zhuǎn)的四時，還有一顆流轉(zhuǎn)的心，亙古不變的心。Tae Yeop Kim, et al. A Novel Maximum Power Point Tracking Control forPhotovoltaic Power System under Rapidly Changing So

17、lar Radiation J.IEEEInt erna tio nal Symposium on Indus trial Elec tronics,2001,2:1011T014.PhotovoltaicGenerationSystemsBased on a Dual-Panel MPPT AlgorithmC.IEEE International Symposium onDigital Object Identifier,2007:2432-2436.周德佳 趙爭鳴 袁立強(qiáng)，等.300kW光伏并網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化控制與穩(wěn)固性剖析J.電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2008,23(11):116-122.Li-Shi

18、ang Lai,Wen-Chieh Hou,Ya-Tsung Feng,e t al.Novel Grid-connec tedPhotovoltaic Generation SystemC.Electrie Utility Deregulation andRestrueturing and Power Technologies,2008:2536-2541.王成山，肖晨暉,王守相.微網(wǎng)綜合控制與剖析J.電力系統(tǒng)自動化.2008,32(7):98-102.6-7 馬力.CCHP及其所組成微網(wǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)特征研究D.天津大學(xué).2008.董鵬.微網(wǎng)的控制與保護(hù)策略研究D.華北電力大學(xué).2009.8-9

19、陳理.散布式發(fā)電裝置控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究D.浙江大學(xué).2006吳子平.鑒于微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)的微網(wǎng)控制與剖析.華北電力大學(xué)碩士論文.2009.StrategiesforMicroGrids Emergency Operation.2005 IEEE Intemational Conference on FuturePower Sys tems l6T8 Nov.2005,pp:l-6.Laaksonen,H.Saari,P.Komulainen,R.V olt age and Frequency Cont rol ofInverter Based Weak LU Network Mierog

20、rid,2005 International Conferenee onFutu rePowerSys tems,16T8 Nov.2005,6PP.A.E.Curtright, J.Apt.The character of power output from utility-scalephotovoltaicinPhotovoltaics:ResearchandApplica tions.2008(16),pp.241-247.S.Favuzza,e t al.,Comparison of power qual ityimpac tof differe ntphotovoltaicinver

21、ters:theviewpointoftheICITIEEEInternationalConferenceon,2004,pp.542-547.Alejandro R.Oliva,Juan Carlos Balda.A PV Dispersed Generator:APower Quality Analysis within the IEEE 519.IEEE transactions on power delivery, vol.18, No.2,Apr 2003:525530.陶順，肖湘寧.電能質(zhì)量單相指標(biāo)和綜合指標(biāo)評估的研究J.華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)，2008(03):25-29賈清泉，宋家驊.電能質(zhì)量及其模糊方法評論J.電網(wǎng)技術(shù),2000,24(6):46-49.唐會智 彭建春 鑒于模糊理論的電能質(zhì)量綜合量化指標(biāo)研究J.電網(wǎng)技術(shù)，2003,27(12):85-88.江輝，彭建春 歐亞平 等.鑒于概率統(tǒng)計(jì)和矢量代數(shù)的電能質(zhì)量歸一量化與評 價J.湖南大學(xué)學(xué)報(bào) 2003,(30) 1:66-77.陳磊，徐永海.淺談電能質(zhì)量評估的方法J.電氣應(yīng)用，2005,(24) 1:58-61Yuan Xiaodong , Zhao Jianfeng , Tang Guoqing,