東北電力大學(xué)畢業(yè)設(shè)計開題報告——10MWp光伏電站接入系統(tǒng)的研究

1、畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 設(shè)計(論文)題目： 10mwp光伏電站接入系統(tǒng)工程 指導(dǎo)教師： 教授 20*年 *月 * 日開題報告填寫要求1開題報告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在系審查后生效；2開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見；3“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內(nèi)，學(xué)生

2、寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于10篇（不包括辭典、手冊）；4有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)gb/t 740894數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2002年4月26日”或“2002-04-26”。 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：文 獻(xiàn) 綜 述一、 光伏發(fā)電原理及發(fā)展現(xiàn)狀眾所周知，太陽能是一種用之不竭、儲量巨大的清潔可再生能源，每天到達(dá)地球表面的輻射能量相當(dāng)于數(shù)億萬桶石油燃燒的能量，太陽能開發(fā)與利用正逐步成為各國政府重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略。熱能和光能利用是太

3、陽能應(yīng)用的兩種重要形式?！肮夥l(fā)電”是利用光伏電池的光伏效應(yīng)將太陽光的光能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種可再生、無污染的發(fā)電方式，正在全球范圍內(nèi)迅猛發(fā)展，其不僅要替代部分化石能源，而且未來將成為世界能源供應(yīng)的主體，是世界各國可再生能源發(fā)展的重點(diǎn)。光伏發(fā)電原理及發(fā)展現(xiàn)狀一文闡述了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，綜述了國內(nèi)外光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。盡管與傳統(tǒng)發(fā)電方式相比，目前光伏發(fā)電的成本仍偏高，尚不具備大規(guī)模商業(yè)開發(fā)的條件，但以太陽能為主體的新能源將成為21 世紀(jì)世界能源供應(yīng)的主體，可以預(yù)測，隨著光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，光伏發(fā)電的成本將不斷下降并逐步逼近傳統(tǒng)發(fā)電成本的水平，從而成為具備競爭能

4、力的可再生能源。二、 并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)幾個關(guān)鍵問題的研究及太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究闡述了光伏發(fā)電并網(wǎng)中的幾個重要問題。光伏發(fā)電系統(tǒng)仍有許多技術(shù)問題有待解決。首先，采用更為可靠和高效的最大功率電跟蹤控制策略，使電池板更加高效地將太陽能轉(zhuǎn)換為電能。其次，隨著光伏技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)多臺并網(wǎng)系統(tǒng)一起工作時，可能會出現(xiàn)許多問題。因而要求并網(wǎng)控制策略必須越來越先進(jìn)，并網(wǎng)逆變器的效率也要越來越高。第三，孤島效應(yīng)的防止，使用簡單的指令電流擾動的方案可能難以奏效，需要有更可靠、穩(wěn)定的檢測方法。這三個技術(shù)問題是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵所在。在常規(guī)的線性系統(tǒng)電氣設(shè)備中，為使負(fù)載獲得最大功率，通常要進(jìn)行恰當(dāng)

5、的負(fù)載匹配，使負(fù)載電阻等于供電系統(tǒng)的內(nèi)阻，此時負(fù)載上就可以獲得最大功率。但是，在太陽能電池供電系統(tǒng)中，太陽能電池的內(nèi)阻不僅受日照強(qiáng)度的影響，而且受環(huán)境溫度及負(fù)載的影響，因而處在不斷變化中，從而不可能用上述簡單的方法獲得最大輸出功率。目前所用的方法是在太陽能電池陣列和負(fù)載之間增加一個dc/dc 變換器，通過改變dc/dc 變換器中功率開關(guān)管的占空比，來調(diào)整、控制太陽能電池陣列工作，從而實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤控制。本文采用boost 升壓電路結(jié)合改進(jìn)擾動觀察法來對太陽能電池板進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤。將檢測到的太陽能電池的輸出電壓upv 和輸出電流ipv 信號輸入到mppt 算法模塊，相乘得出太陽能電池輸出

6、的功率，然后運(yùn)用所采用的改進(jìn)擾動觀察法，經(jīng)過算法運(yùn)算，輸出一個調(diào)制信號，該調(diào)制信號與恒定頻率的三角波信號相比較，產(chǎn)生控制boost 電路中功率開關(guān)器件的開關(guān)信號，通過不斷調(diào)節(jié)功率開關(guān)器件的占空比來達(dá)到太陽能電池最大功率點(diǎn)跟蹤的目的。并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)與公共電網(wǎng)相聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)mppt 的前級dc/dc 變換控制與實(shí)現(xiàn)逆變、并網(wǎng)控制的后級dc/ac pwm 控制獨(dú)立，降低了后級逆變器并網(wǎng)工作與光伏陣列輸出功率的相互影響，在提高太陽能利用率的同時，提高并網(wǎng)電流品質(zhì)。并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)具有太陽能利用率高、可省略蓄電池儲能環(huán)節(jié)、發(fā)電成本較獨(dú)立型光伏發(fā)電顯著降低等優(yōu)點(diǎn)，尤其是光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展的趨勢，主要有大

7、型聯(lián)網(wǎng)光伏電站和住宅聯(lián)網(wǎng)型光伏系統(tǒng)兩大類，其中，光伏系統(tǒng)與建筑相結(jié)合( bapv) 的住宅屋頂聯(lián)網(wǎng)型光伏系統(tǒng)已成為光伏產(chǎn)業(yè)的一個熱點(diǎn)。三、光伏電站并網(wǎng)對電網(wǎng)可靠性的影響在光伏電站并網(wǎng)對電網(wǎng)可靠性的影響一文中，簡單的分析了光伏電站接入電力系統(tǒng)后對其產(chǎn)生的可靠性產(chǎn)生的影響：太陽輻照度和光伏電池工作溫度等的隨機(jī)性會對光伏電站并網(wǎng)后發(fā)輸電系統(tǒng)的可靠性產(chǎn)生一定影響。為全面評估光伏電站并網(wǎng)后對電網(wǎng)可靠性的影響,根據(jù)光伏電站等值電路,推導(dǎo)了光伏電站的輸出功率關(guān)系式。針對光伏電站發(fā)出的無功功率與接入點(diǎn)電壓的密切聯(lián)系以及光伏電站的故障特性,交替求解光伏電站的無功功率和電網(wǎng)潮流,并提出光伏電池組件的故障切除條件。

8、對含光伏電站的發(fā)輸電系統(tǒng)進(jìn)行可靠性評估的算例表明,合理接入光伏電站能夠改善系統(tǒng)可靠性,太陽輻照度和故障光伏電池組件切除方案也會對可靠性產(chǎn)生較大影響。三、 光伏電站并網(wǎng)特性(1) 大量光伏電站啟動時若設(shè)備的電流變化率較大,可能對電網(wǎng)造成較大沖擊,應(yīng)對光伏電站提出啟動電流變化率的指標(biāo)。(2) 光伏并網(wǎng)電站直流側(cè)中斷后系統(tǒng)交流輸出均快速關(guān)斷,電流變化率很大,對電網(wǎng)可能造成較大沖擊;試驗(yàn)得到的光伏電站功率變化率最大達(dá)電站總?cè)萘康?5% /min。因此,為減緩因日照等原因造成的光伏電站輸出功率短時驟降,所接入的公用電網(wǎng)需要具有并網(wǎng)光伏電站總裝容量25%以上的備用容量,或采取在直流側(cè)安裝一定容量儲能元件等

9、措施。(3) 250 kw光伏并網(wǎng)電站實(shí)際保護(hù)校核計算顯示,反向故障時,光伏電站提供的故障電流小于原過流保護(hù)定值,不會導(dǎo)致系統(tǒng)側(cè)線路保護(hù)誤動;但若光伏并網(wǎng)電站容量增大至2 500 kw光伏電站提供的故障電流大于原保護(hù)定值,可能會導(dǎo)致系統(tǒng)側(cè)線路過流保護(hù)誤動。因此,大量光伏電站并網(wǎng),應(yīng)進(jìn)行保護(hù)配置校核,必要時需限制接入的光伏電站容量。(4) 光伏并網(wǎng)電站發(fā)電量受各種因素(季節(jié)、地點(diǎn)、氣候等)的影響,波動性較大,其發(fā)電特點(diǎn)是:日照充足情況下,日發(fā)電量大,中午時段發(fā)電量最大,全天功率變動相對平緩;陰天工況下,發(fā)電量大大減少,全天功率變動較大;冬季發(fā)電量相對其它季節(jié)少。光伏并網(wǎng)電站發(fā)電規(guī)律也可為電網(wǎng)調(diào)度

10、部門預(yù)測和有序調(diào)度提供參考依據(jù)。(5) 對大、中、小3 個典型光伏并網(wǎng)電站及12臺逆變器的諧波指標(biāo)測試分析,均能滿足電網(wǎng)諧波指標(biāo)要求,但根據(jù)光伏并網(wǎng)電站具體的運(yùn)行特點(diǎn),還可探討更具操作性的評估方法和更科學(xué)的評估標(biāo)準(zhǔn)。對今后光伏電站大量、大范圍接入公用電網(wǎng)可能帶來的問題,還需在光伏電站實(shí)際運(yùn)行中進(jìn)一步積累經(jīng)驗(yàn)、研究分析,并結(jié)合仿真計算,完善光伏電站并網(wǎng)技術(shù)規(guī)范。參考文獻(xiàn)1 王宏華.光伏發(fā)電原理及發(fā)展現(xiàn)狀.機(jī)械制造及自動化,2010.186189.2 邵翠平. 我國太陽能光伏發(fā)電現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.科技前沿，2008年第23期.3 李冬輝，王鶴雄,等.光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)幾個關(guān)鍵問題的研究. 電力系統(tǒng)保護(hù)

11、與控制,2010,vol.38(21): 208214.4 孔娟.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究:碩士學(xué)位論文.青島：青島大學(xué)，2006.5 tamer t.n. khatib ，azah mohamed，nowshad amin.a new controller scheme for photovoltaics power generation systems. european journal of scientific research,2009, vol.33 (3):515524.6 張軼，魯國起,等.光伏電站并網(wǎng)對電網(wǎng)可靠性的影響.浙江：華東電力，2010.7 童杭偉，池勇,等.浙江電網(wǎng)光伏電站并網(wǎng)特性的試驗(yàn)研究.浙江：華東電力，2009,3738.8 湯繼東，陳正國.淺談并網(wǎng)運(yùn)行光伏發(fā)電站系統(tǒng)集成.北京：新能源，2010.9 任意.新型太陽能光伏電站并網(wǎng)發(fā)電.科技周刊,2007.10 李春鵬,張廷元,周封.太陽能光伏發(fā)電綜述.電工材料，2006 .11 陳赟.風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)問題研究: 碩士學(xué)位論文.上海: 上海交通大學(xué)，2009. 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：本課題主要研究光伏電站接入系統(tǒng)的方案與接入措施。首先需要了解光伏發(fā)電的有關(guān)原理