含分布式电源的配电网电能质量分析

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 7次 | 上传用户:nazhihudie
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近些年来,全球人口的不断增加和经济的迅猛发展使得传统能源的需求量接连增长,同时能源损耗所带来的能源短缺和环境污染问题也日益严峻。在这种情况下分布式电源应运而生,它既减少了环境污染,又减缓了不可再生能源的损耗。但是随之而来的是,当分布式电源并网时,其突然的使用或者电网侧发生短路接地故障都可能会对电网造成巨大的影响。本课题便在建立分布式电源并网仿真模型的基础上,针对并网点的谐波影响及治理和暂态电能质量进行了仿真研究,主要工作如下:根据光伏发电系统的组成和特点,建立了光伏阵列和并网逆变器的数学模型,提出了基于升压型变换器的MPPT控制和电压电流双环控制策略。在Matlab平台上建立光伏发电系统模型进行仿真。仿真结果表明所提出的控制策略是切实可行的,能够实现电网侧的电压和电流曲线为同频反相的正弦波,且光伏阵列的输出功率能很快地追踪到最大功率并以最大功率稳定地运行。分析了并网风力发电系统的构造及工作特点,建立了风力机、永磁同步发电机、换流器的数学模型,提出了机侧采用零d轴电流控制、网侧采用电压定向矢量控制的控制策略,调制波信号的产生采用了电压空间矢量脉宽调制,在Matlab平台上建立了风力发电系统,并对各种故障情况进行仿真分析。仿真结果为:正常风速下,电网电压和电流为标准的正弦波,直流侧电压恒定不变;电网电压跌落故障中,风力机几乎不受影响,但电网侧及直流侧影响很大;短路接地故障中,单相短路接地故障对系统影响不大,三相短路故障对系统影响很大。表明了所建立仿真模型与所提出控制策略的正确有效性。研究了光伏和风机并网后引起的稳态和暂态电能质量问题,在建立的并网光伏和风力发电系统仿真模型的基础上,首先,提出了采用p qi?i检测法检测谐波、采用有源滤波器来减少谐波的策略,并在Matlab平台上进行模型建立和谐波治理仿真。仿真结果表明:采用有源滤波器之后,能够实现波形由原来的畸变波变为正弦波,且光伏发电系统并网点的谐波畸变率由43.48%降为17.67%,风力发电系统并网点的谐波畸变率由原来的30.32%降为11.80%。其次,对建立的两种系统模型进行暂态电能质量仿真分析。仿真结果表明:单相接地故障会引起电压暂降和脉冲暂态,三相短路接地故障会引起电压暂降、电压中断和暂态振荡;故障距离并网点越近,电压暂降的程度越大;跟光伏发电系统相比,风力发电系统对于故障点的距离敏感度更高;而对脉冲暂态和振荡暂态的敏感度却不高。
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