光伏发电系统电能质量检测分析

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1、光伏发电系统电能质量检测分析-I-目　录摘要IAbstractII第1章绪论11.1本课题的研究目的和意义11.2光伏发电技术研究现状21.2.1光伏发电电能质量检测方法的现状21.2.2光伏发电电能质量检测装置的现状31.3项目来源以及本文研究主要内容4第2章电能质量测量常用方法52.1电能质量偏差问题52.1.1电压偏差的定义和标准52.1.2频率偏差的定义和标准62.2谐波72.2.1谐波的定义和标准72.2.2谐波的检测方法82.3电压波动及不平衡度问题92.3.1电压波动的定义和标准92.3.2三相

2、电压不平衡度定义和标准102.4本章小结11第3章光伏发电系统中谐波分析算法的研究123.1傅里叶谐波分析算法123.1.1离散傅里叶变换和快速傅里叶变换123.1.2傅里叶分析方法在光伏发电系统中存在的不足153.1.3基于Nuttall窗的改进FFT谐波分析算法183.2基于准同步采样的谐波检测方法203.2.1基于时域插值的基波周期的计算方法213.2.2非同步系列准同步化233.3基于准同步采样算法的仿真实验243.4本章小结26第4章光伏发电系统电能质量检测装置的实现274.1总体结构和方案274.

3、2光伏发电电能质量检测装置硬件设计284.2.1模拟量输入硬件结构设计方案284.2.2数据采集系统结构设计方案294.3光伏发电电能质量检测装置上位机软件设计314.3.1数据采集模块324.3.2数据分析模块334.3.3数据显示模块344.3.4数据管理模块364.4本章小结37第5章装置测试与谐波分析385.1装置测试385.1.1准同步采样测试395.1.2交流参数和环境参数测试405.1.3谐波分析435.2光伏系统电能质量测量装置的误差分析445.2.1基于准同步采样谐波分析方法的误差445.2

4、.2模拟量输入误差455.2.3A/D转换与数据处理误差465.3本章小结46结论47参考文献48第1章绪论1.1本课题的研究目的和意义目前光伏发电由于其无污染、无噪声、不受地域限制、安全可靠等优点成为21世纪最有价值的新能源[1]。光伏发电在总电力供应比例中逐年增加，预计在十年后比例将高于30%，由此可知，光伏发电在整个电力产业的重要性。光伏发电系统主要分为离网型光伏发电系统和并网型发电系统。随着光伏发电产业的日益成熟，现在也由以前离网型发电系统逐步向并网型发电系统的大方向迈进，但是在离网型发电系统在并网之

5、前，要检验其电能质量是否符合国家标准，然后才能并入国家电网，此外当利用离网型光伏发电系统时，随着各行各业的电力设备对电能质量的严格要求，因此进行光伏发电系统电能质量的检测分析具有重大意义[2]。近年来，在电力行业中，随着人类利用的非再生能源的枯竭，又由于世界人口的增长，现有的非再生能源已经满足不了人们的需求，不仅如此，人们利用的煤、石油等能源燃烧后会排放CO2、SO2、粉尘等会带来严重的污染，导致近来年雾霾，沙尘暴等天气频繁出现，致使全球气温不断升高，最终会危害社会发展和人类的健康。为了改善环境问题走可持续发

6、展道路，我们选择能源问题上，首先从其无污染、天然、可再生等着手点出发，寻找合适的新能源。其中由于太阳能其无污染、无噪声、不受地域限制、安全可靠等优点成为21世纪最有价值的新能源，我国也相当重视这一新型产业，为了扩展光伏发电产业的应用，陆续出台了一系列的政策，来加大力度推广光伏产业的发展[3]。光伏发电产业已经发展有40多年的历史，最近这十年发展势头更是猛烈，并且在今后的发展中势头更为强劲，据数据显示，光伏发电在总电力供应比例中逐年增加，预计到2030年比例将达到30%以上[4]，由此可以看出，光伏产业正处于一

7、片欣欣向荣的景象中，不久的将来，光伏发电这一产业将会成为电力产业的主要供给链。就目前光伏产业的应用来讲，一些欧美国家已经把光伏发电技术应用于医疗、交通、生活、运输等，并在未来更是将光伏发电技术应用到各行各业中去[5]。-46-随着光伏产业的发展，随之而来的光伏发电电能质量问题日益严重，这是由于光伏发电受外界因素影响较大，输出的功率有很大的波动性，因此就会带来电压波动、电压闪变等一系列电能质量问题，此外，由于光伏发电产生的是直流电压，需要将直流电压转换为交流电压，供交流用电设备使用，在这一环节中，需要使用到非线

8、性设备逆变器，由于逆变器的引入，导致了谐波的产生，谐波会对设备产生严重的危害，由此观之，必须重视光伏发电电能质量问题[6]。1.1光伏发电技术研究现状1.1.1光伏发电电能质量检测方法的现状随着光伏产业的崛起，光伏发电电能质量检测算法也日益增多，随着理论的加深，出现了许多新的算法，归纳起来大概分为人工智能和变换两种。1．目前根据变换来的分析方法包括很多，主要的有傅里叶变换、正交变换以及小波变换等算法