基于最优控制的光伏并网系统快速孤岛检测方法研究.pdf

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1、学校代码10530学号200911011486分类号TN710.2密级硕士学位论文基于最优控制的光伏并网系统快速孤岛检测方法研究学学学位位位申申申请请请人人人龚会茹指指指导导导教教教师师师易灵芝教授学学学院院院名名名称称称信息工程学院学学学科科科专专专业业业电力电子与电力传动研研研究究究方方方向向向电力电子装置与系统二〇一二年五月二十六日ResearchofOptimalControlIslandDetectionMethodforPVGrid-ConnectedPowerSystemCandidateGongHui-ruSuper

2、visorProf.YiLing-zhiCollegeCollegeofInformationEngineeringProgramPowerElectronicsandPowerDriveSpecializationPowerElectronicsdeviceandSystemDegreeEngineeringMasterUniversityXiangtanUniversitythDateMay,26,2012湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引

3、用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名

4、：日期：年月日摘摘摘要要要随着能源和环境问题的日渐增长，新能源的研究与应用获得各国政府的鼎力支持，光伏发电也随之大力开展起来。但是，当光伏发电系统处在并网工作时，会让系统内部的工作方式发生很大改变，所以，如何将独立的工作系统，安全稳定的切换到并网工作方式，十分值得研究，其中，能够把孤岛现象的检测出来，是并网逆变器一定要具备的能力。当电网侧发生故障，或断路器由于某些因素突然断开时，光伏发电系统将和负载端，形成自给自足的孤立系统，即孤岛现象的发生。如果光伏并网系统在孤岛状态下运行，将会产生不可想象的后果：如对负载侧使用的设备造成毁灭性破

5、坏；孤岛系统中仍然有电，系统中的线路会对维修人员的人身安全构成威胁；如果在再次闭合断路器前，没有消除孤岛现象，可能使电网崩溃等。针对孤岛现象的检测方法，进行了深入研究，本文做了如下工作：(1)分析孤岛检测的历史与国内外研究现状，评估孤岛造成的危害，对照国内外孤岛检测标准，比较常见的被动式和主动式孤岛检测方法的优缺点和应用范围。(2)在湖南省教育厅重点项目“新型高效太阳能光伏发电微电源混合供电系统研究（10A114）”、湖南省科技厅项目“太阳能光伏微电源直流供电系统研发（2012FJ3116）”以及湖南省第三届创新性实验计划项目“太阳

6、能光伏并网系统中的孤岛监测”的大力支持下，提出一种新型电流扰动孤岛检测方法，阐述检测算法和实现原理，建立数学模型，在Matlab仿真平台上，光伏并网逆变器进行仿真研究和3kW小功率实验，仿真实验结果验证了该方法的可行性，检测需要的时间在国际标准的要求之内。(3)仿真分别采用300kW和500kW光伏并网发电系统进行仿真研究，应用新型电流扰动孤岛检测法进行进一步的大功率发电并网系统的仿真研究，进一步验证了此方法的可行性，具有一定的工程应用价值。(4)通过最优控制孤岛检测方法，弥补主动电流扰动孤岛检测法的不足，不需要添加电流扰动，并通过

7、Matlab建立了仿真模型，仿真结果验证了该方法的可行性，检测时间更短，在阻感负载和功率平衡时也能检测出孤岛的发生。(5)采用300kW和500kW光伏并网发电系统，进行了仿真实验，使用最优控制孤岛检测法，在大功率并网系统中进行仿真实验，从仿真结果可以看出，该方法更大范围应用的可行性，体现出具有较高的实用价值。关键词：：：光伏并网：；被动检测；主动检测；主动电流扰动；最优控制IAbstractInrecentyears,withtheenergyproblemandenvironmentproblemisincreasinglyse

8、rious,newenergyhasbeenreceivedstrongsupportfromgovernments,PV(photovoltaic)grid-connectedpowersystemisincreasingdayup