本文關鍵詞：光伏電站集群協(xié)調控制與監(jiān)控系統(tǒng)研究

  更多相關文章： 光伏電站集群 光伏集群集中優(yōu)化 分布式協(xié)調控制 光伏并網發(fā)電 光伏監(jiān)控系統(tǒng)

【摘要】：光伏發(fā)電技術由來已久,它利用光生伏特效應將太陽輻射轉化為電能。近年來,由于工業(yè)發(fā)展帶來了大量化石燃料燃燒,自然環(huán)境遭受了巨大的破壞,光伏發(fā)電這一清潔能源逐漸被人們關注和重視。然而,光伏發(fā)電技術也有其自身難以克服的缺陷：功率輸出的波動性難以控制,從而造成了光電在普及上的困難�，F(xiàn)今,對此問題普遍的做法和研究方向是利用蓄電池或者超級電容器等儲能元件的充放電來緩解光伏發(fā)電輸出波動。但受限于儲能設備本身特點仍然難以大規(guī)模應用,同時還應看到,目前光伏功率預測準確率較低,使用儲能難以實現(xiàn)較大功率缺額的填補。為了將更多光伏電站納入電網,本文研究了一種基于光伏電站集群協(xié)調控制的方法,通過大片區(qū)域中多個光伏電站的配合實現(xiàn)總體輸出功率上的穩(wěn)定。這種方法的核心思想是：(1)將區(qū)域中光伏電站組織在一起,作為集群進行整體協(xié)調控制。(2)集群中每個子電站在光伏發(fā)電時留出必要的功率調節(jié)能力,用以平衡其他子站可能出現(xiàn)的較大功率缺額。(3)通過監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)字化升級實現(xiàn)光伏設備以及電站之間廣泛的互操作性。本文首先對光伏發(fā)電的基礎理論和基本設備進行了分析,分別研究了光伏發(fā)電在不同環(huán)境條件下的伏安特性曲線,分析了直流調壓裝置、逆變設備以及儲能設備的控制原理。其次著重對光伏電站應用的各種控制方法進行了研究,這些控制包括最大功率跟蹤控制、差值控制、逆變器的有功無功恒功率的并網控制、用以實現(xiàn)短時平抑波動的儲能控制。接著,為了實現(xiàn)集群協(xié)調控制,本文考慮集中式和分布式兩種協(xié)調方式。集中式協(xié)調是將所有子站信息匯總,將儲能輸出最小作為目標,在儲能容量以及滿足計劃發(fā)電約束條件下優(yōu)化求解。分布式控制則通過集群中光伏子站相互通信,通過子站上運行分布式控制協(xié)議使其運行時相互配合,使可輸出功率較大的子站彌補因受環(huán)境影響無法完成預定出力的子站。最后,本文針對集群控制的要求研究了數(shù)字化光伏電站集群監(jiān)控系統(tǒng)。為了實現(xiàn)更為廣泛的兼容性,主要針對發(fā)電設備數(shù)字化和監(jiān)控系統(tǒng)對數(shù)字化設備操作進行了研究。全文較為系統(tǒng)的分析了光伏電站實際工作時運用的控制策略和算法,提出了一種光伏電站集群集中式控制方法和一種分布式協(xié)調方法,并根據(jù)集群控制的需要對集群數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)進行了研究和數(shù)字化對接的實現(xiàn)。算例表明了文中方法的可行性,所用方法可以進一步研究。
【關鍵詞】：光伏電站集群 光伏集群集中優(yōu)化 分布式協(xié)調控制 光伏并網發(fā)電 光伏監(jiān)控系統(tǒng)
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP277;TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 研究背景與意義11-13
• 1.2 研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 光伏發(fā)電控制技術的研究13-15
• 1.2.2 光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)的研究15-16
• 1.3 本文主要內容16-19
• 第二章 光伏發(fā)電基本原理和設備19-31
• 2.1 光伏發(fā)電特性19-23
• 2.1.1 光伏電池等效電路19-21
• 2.1.2 環(huán)境對光伏發(fā)電的影響21-23
• 2.2 光伏并網設備23-28
• 2.2.1 調壓裝置23-26
• 2.2.2 逆變器設備26-28
• 2.3 儲能裝置和平抑波動28-30
• 2.4 本章小結30-31
• 第三章 光伏功率控制技術31-47
• 3.1 光伏陣列輸出功率控制31-37
• 3.1.1 有功控制模式31-32
• 3.1.2 最大功率點跟蹤32-36
• 3.1.3 有功功率計劃跟蹤36-37
• 3.2 逆變器并網控制37-42
• 3.2.1 逆變器控制策略37-38
• 3.2.2 實現(xiàn)并網的恒功率控制38-40
• 3.2.3 電流環(huán)控制40-41
• 3.2.4 并網逆變控制實現(xiàn)41-42
• 3.3 儲能控制42-46
• 3.3.1 儲能電路控制42-45
• 3.3.2 參考功率曲線的設置策略45-46
• 3.4 本章小結46-47
• 第四章 光伏電站集群協(xié)調控制47-63
• 4.1 光伏電站集群的概念47-49
• 4.1.1 集群和集群工作方式47-48
• 4.1.2 光伏集群的組成48-49
• 4.2 集中式集群協(xié)調控制49-55
• 4.2.1 集群集中控制策略49-50
• 4.2.2 集中優(yōu)化模型50-52
• 4.2.3 模型求解和算例研究52-55
• 4.3 分布式協(xié)調控制55-61
• 4.3.1 集群的分布式控制模型55-58
• 4.3.2 分布式控制協(xié)議58
• 4.3.3 算例研究58-61
• 4.4 本章小結61-63
• 第五章 光伏電站集群數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)63-79
• 5.1 系統(tǒng)整體框架63-65
• 5.2 一體化監(jiān)控平臺65-69
• 5.2.1 數(shù)據(jù)中心65-66
• 5.2.2 系統(tǒng)服務66-68
• 5.2.3 人機界面68-69
• 5.3 光伏發(fā)電單元設備數(shù)字化69-75
• 5.3.1 基于IEC61850的光伏發(fā)電系統(tǒng)信息建模技術69-70
• 5.3.2 集中式光伏結構信息模型70-73
• 5.3.3 組串式光伏結構信息模型73-74
• 5.3.4 光伏設備提供的服務74-75
• 5.4 監(jiān)控系統(tǒng)訪問數(shù)字化光伏設備的實現(xiàn)75-78
• 5.4.1 模型映射75-76
• 5.4.2 基于IEC61850的通信連接76-78
• 5.5 本章小結78-79
• 第六章 總結與展望79-81
• 致謝81-83
• 參考文獻83-89
• 作者攻讀碩士學位期間主要成果89

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