本文關鍵詞：分布式光伏并網發(fā)電對配電網電能質量的影響

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【摘要】：如今,將太陽能作為能源的光伏發(fā)電系統(tǒng)并入配電網中后,一定程度上能有效地緩解用電日趨緊張的問題。分布式光伏發(fā)電供電方式靈活:在光伏并網滿足用戶用電需求時,多余的電量會并入配電網對配電網側負載進行供電;在光伏并網滿足不了用戶用電需求時,配電網會對用戶側進行補足供給。這樣供電成本相對較低并且還能緩解供電壓力,但同時給配電網帶來了諸如諧波污染、孤島效應、直流注入、剩余電流等電能質量的問題。本文根據分布式光伏發(fā)電的運行方式、輸出功率等方面的不同,對配電網側的電流和電壓產生的影響,來分析其對配電網的電能質量的影響。首先介紹了光伏電網的主要組成部分,對各部分設備的工作原理進行了分析。搭建了分布式光伏發(fā)電裝置通過LC濾波后并入配電網的模型,用戶側負載不論如何變化,光伏并網電流始終與電壓保持同頻率同相位。接著介紹了無功功率和諧波,對諧波的污染及對策進行了說明,這是衡量電能質量的主要標準之一。根據仿真模型計算出逆變器在額定功率下工作時,電流總諧波畸變率(THD)為4.92%,當逆變器在10%的額定功率下工作時,電流THD會劇增到7.63%。所以在光伏發(fā)電并網時,逆變器應盡量在額定功率狀態(tài)下運行。根據光伏并網及配電網的拓撲結構說明了孤島效應會對輸配電網產生很大的影響,并對目前常用的檢測方法進行了說明。根據建立仿真模型的結果表明,在孤島狀態(tài)前,整個電網處于穩(wěn)定工作狀態(tài),配電網的電壓和電流符合標準;在孤島效應發(fā)生后,電網中的電壓和電流可能會產生突變,給輸配電網和光伏電網帶來很大的壓力,甚至會引起電網的崩潰。然后從數學的角度來闡述直流分量的定義,說明其由來和控制方法。直流分量的存在,使得配電變壓器的鐵芯產生直流偏磁造成過度飽和,導致輸出的電壓波形在峰值處缺失,同時電流有突變脈沖量存在,對整個配電網有很大的沖擊。最后對剩余電流的定義、影響和產生進行簡要的說明。以單相全橋逆變器為例,根據其等效電路詳細分析建立了仿真模型,對配電網側的電流和電壓以及剩余電流進行了分析。
【關鍵詞】：分布式光伏 諧波 孤島效應 直流分量 剩余電流
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景及意義10-12
• 1.2 國內外光伏發(fā)電發(fā)展與趨勢12-14
• 1.2.1 國外光伏發(fā)電技術發(fā)展與趨勢12-13
• 1.2.2 國內光伏發(fā)電技術發(fā)展與趨勢13-14
• 1.3 電能質量的概述14-16
• 1.3.1 電能質量的定義14-15
• 1.3.2 電能質量的分類15-16
• 1.3.3 電能質量的治理16
• 1.4 本文主要研究內容16-18
• 第二章 分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的概述18-32
• 2.1 光伏電池的工作原理及其特性18-23
• 2.1.1 光伏電池的工作原理18-19
• 2.1.2 光伏電池的等效電路19-20
• 2.1.3 光伏電池的伏安特性20-23
• 2.2 逆變器的概述23-25
• 2.2.1 逆變器的工作原理23
• 2.2.2 脈沖寬度調制方式23-25
• 2.3 分布式光伏并網發(fā)電系統(tǒng)25-31
• 2.3.1 分布式光伏并網發(fā)電系統(tǒng)分類及構成25-26
• 2.3.2 分布式光伏并網發(fā)電的仿真及分析26-30
• 2.3.3 分布式光伏并網發(fā)電對配電網的電能質量的影響及標準30-31
• 2.4 本章小結31-32
• 第三章 諧波對配電網電流的影響32-43
• 3.1 諧波的概述32-34
• 3.1.1 無功功率及功率因數32-33
• 3.1.2 諧波的來源33
• 3.1.3 諧波的定義33-34
• 3.2 諧波的污染及對策34-36
• 3.2.1 諧波畸變系數THD34
• 3.2.2 諧波產生的污染34-35
• 3.2.3 抑制諧波的對策35-36
• 3.3 仿真分析及研究36-42
• 3.3.1 額定功率下電流諧波的仿真36-37
• 3.3.2 不同輸出功率下電流諧波的仿真及比較37-42
• 3.4 本章小結42-43
• 第四章 孤島效應對配電網的影響43-50
• 4.1 孤島效應的概述43-45
• 4.1.1 孤島效應的定義43-44
• 4.1.2 孤島效應的影響44
• 4.1.3 孤島效應的標準44-45
• 4.2 檢測孤島效應的方法45-48
• 4.2.1 主動檢測方法45-47
• 4.2.2 被動檢測方法47-48
• 4.3 孤島效應的仿真48-49
• 4.3.1 仿真模型48-49
• 4.3.2 仿真結果分析49
• 4.4 本章小結49-50
• 第五章 直流分量對配電網的影響50-55
• 5.1 直流分量的定義50
• 5.2 直流分量的產生50-51
• 5.3 直流分量的危害及對策51-54
• 5.3.1 直流分量的危害51-53
• 5.3.2 抑制直流分量的對策53-54
• 5.4 本章小結54-55
• 第六章 剩余電流對配電網的影響55-67
• 6.1 剩余電流的概述55-57
• 6.1.1 剩余電流的產生55-56
• 6.1.2 剩余電流的定義56-57
• 6.1.3 剩余電流的影響57
• 6.2 剩余電流的分析57-62
• 6.2.1 單相全橋逆變器的工作原理57-59
• 6.2.2 單相全橋逆變器的等效電路59-62
• 6.3 剩余電流的仿真62-66
• 6.3.1 仿真模型及結果62-66
• 6.3.2 仿真結果分析66
• 6.4 本章小結66-67
• 第七章 全文總結67-69
• 7.1 主要結論67-68
• 7.2 研究展望68-69
• 參考文獻69-72
• 致謝72-73
• 攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文73-75

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