单相光伏并网逆变器孤岛效应及孤岛检测技术的研究(附件)【字数：10651】
摘 要近年来太阳能光伏发电技术迅猛发展，并且已经并入大电网。光伏发电中孤岛效应引起了很大重视。孤岛效应是一个巨大的安全隐患，因此有必要检测孤岛的产生。这在整个光伏发电并网运行系统是是至关重要的一个环节。随着我国对新能源发电的日益增长，人们对其发电的可靠性很担心。因此，越来越多的学者对孤岛检测技术进行研究。国内外已有大量的相关方面的研究，本文首先介绍了并网光伏发电系统孤岛检测的背景、现状及研究意义。基于单相光伏并网逆变器，对并网光伏发电系统孤岛检测技术进行了分析和研究。主动频率偏移方案用于检测孤岛效应。通过理论推导，分析了该方案的检测效果。最后，在 MATLAB 中建立了一个单相光伏并网发电仿真模型，对其仿真研究。 论文经过对系统功率匹配情况的剖析，获得了影响孤岛效应检测结果的缘故，对应地设计了光伏并网系统的移频方案对孤岛效应进行检测。MATLAB仿真结果表明了频率扰动法的有效性和可行性。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 国内外光伏并网发电技术的现状 1
1.3 本文所做的主要工作及意义 2
1.4 本章小结 2
第二章 光伏并网发电系统 3
2.1 光伏并网发电系统结构 3
2.2 单相光伏并网发电系统模型 8
2.3 本章小结 9
第三章 控制方案的分析 10
3.1 并网运行的条件 10
3.2 SPWM控制方式 10
3.3 系统控制过程分析 11
3.4 本章小结 12
第四章 孤岛效应和设计检测方法 13
4.1 孤岛检测原理 13
4.2 孤岛检测标准 14
4.3 孤岛检测常用方法 16
4.4 有源频率偏移法(AFD) 17
4.5 本章小结 20
第五章 基于MATLAB的仿真模拟实验 21
5.1 MATLAB仿真分析 21
5.2 本章小结 25
结束语 26
致 谢 27
参考文献 28
第一章 绪论 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
1.1 课题研究背景及意义
随着传统能源的日益消耗，全球的能源有着很大的危机，同时，化石燃料的大量使用对地球有着严重的危害。为有效解决能源问题，改善生存环境，必须从可再生的绿色能源中着手[1]。全世界都在研究利用太阳能能源，因为太阳能是无污染、可再生的绿色能源。其中,各国着力于研究光伏并网发电[2]。
光伏并网发电系统是将太阳能转化为电能，再并网后并网逆变器，各种适当的保护措施是必要的。除电流、电压和频率检测保护外，须要考虑一种特别的故障状况，即孤岛效应[3]。该问题对运行时的电网和正在维修检测电网的人员存在着很大的威胁 [4]。于是，切确、即时地检测出孤岛效应是光伏并网发电系统设计中的一个关键性题目。作为孤岛效应的防治措施,孤岛检测技术就很有研究的必要性[5]。
1.2 国内外光伏并网发电技术的现状
光伏并网发电国内外现状
在前些年的时间里，资源短缺和环境的不断恶化，人们开始太阳能这种清洁能源的开发和利用，尤其是一些发达国家，对太阳能发电尤为重视，不仅在太阳能技术政策提供强有力的支持，而且还通过有关法律的发展，以规范太阳能产业的安全标准。
文[6]中提出，在上个世纪八十年代起，很多世界经济强国便对光伏并网发电开始研讨。国家花费重大的力气去大力发展光伏项目。已经颁布了一些法规来实施，如“千屋顶”计划在德国，和“百万屋顶计划”在美国。
当前，光伏并网逆变器技术研究较为成熟如欧美日等国，个别研究成果已达到产物化，且机能较好。在欧洲市场，SMA、西门子、Fronius等知名公司都推出了各自的光伏并网逆变器。
在中国的光伏并网发电技术起步较晚，与国外相比还存在技术水平的差距。据推算，我国可能在2050年在光伏发电总市场占到七成的分量。现阶段主要的任务是要解决其中的一些问题，来保证该系统能够完美的使用，具有自己的关键技能，才达成现大规模的产业化[7]。
国内外现状
针对该问题的研究很多，大部分都在发达国家，他们的研究成果较为先进，我国对孤岛检测的研究才刚刚开始，还没有取得较为突破性的成果，对主动式孤岛检测方式的研究很少 [8]。
1.3 本文所做的主要工作及意义
随着我国对新能源发电的日益增长，人们对其发电的可靠性很担心。于是孤岛检测技能需要更多学着进一步钻研。国内外已经开始大量研究，综合各种方法技术、不同的基础，但实际应用方面还没有那么理想，有些问题还需努力去攻破克服。综上，本毕业设计以单相光伏并网逆变器为研究目标,着重剖析和研究孤岛检测技术，这对光伏并网发电系统具有较重要的理论价值和工程应用价值。
本文研究对象是单相光伏并网逆变器，着重对孤岛检测技术进行研究，基于MATLAB仿真，对主动移频法防孤岛效应进行仿真验证。本文一共五章，章节概述如下：
第一章，阐述了本课题的背景和研究意义，对光伏并网发电技术的国内外研究近况做出介绍，简单介绍了本文着重研究的内容。
第二章，对光伏并网发电系统结构和其工作原理进行阐述，并给出了单相光伏并网发电的系统模型。
第三章，对光伏并网的控制方案进行分析，首先阐述了光伏并网运行的条件，然后对系统控制过程做出分析，其中主要阐述了SPWM控制方法。
第四章，本章阐述了孤岛检测的原理和检测标准，对孤岛检测常用方法进行简单介绍，仔细介绍了本文所研究的主动移频检测方法。
第五章，本章为实验部分，基于MATLAB仿真模拟主动移频方案，并对其作出了分析。
1.4 本章小结
本章主要介绍了光伏并网发电的背景以及在当今能源枯竭，环境日益恶化下对光伏并网发电的研究意义，同时还介绍了光伏并网发电技术在我国与外国的研究现状，介绍了我国与世界强国的研究水平差距，最后介绍了本文的中所的主要工作及其意义，同时对本文的文章结构和内容做出了简单的介绍。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 国内外光伏并网发电技术的现状 1
1.3 本文所做的主要工作及意义 2
1.4 本章小结 2
第二章 光伏并网发电系统 3
2.1 光伏并网发电系统结构 3
2.2 单相光伏并网发电系统模型 8
2.3 本章小结 9
第三章 控制方案的分析 10
3.1 并网运行的条件 10
3.2 SPWM控制方式 10
3.3 系统控制过程分析 11
3.4 本章小结 12
第四章 孤岛效应和设计检测方法 13
4.1 孤岛检测原理 13
4.2 孤岛检测标准 14
4.3 孤岛检测常用方法 16
4.4 有源频率偏移法(AFD) 17
4.5 本章小结 20
第五章 基于MATLAB的仿真模拟实验 21
5.1 MATLAB仿真分析 21
5.2 本章小结 25
结束语 26
致 谢 27
参考文献 28
第一章 绪论 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
1.1 课题研究背景及意义
随着传统能源的日益消耗，全球的能源有着很大的危机，同时，化石燃料的大量使用对地球有着严重的危害。为有效解决能源问题，改善生存环境，必须从可再生的绿色能源中着手[1]。全世界都在研究利用太阳能能源，因为太阳能是无污染、可再生的绿色能源。其中,各国着力于研究光伏并网发电[2]。
光伏并网发电系统是将太阳能转化为电能，再并网后并网逆变器，各种适当的保护措施是必要的。除电流、电压和频率检测保护外，须要考虑一种特别的故障状况，即孤岛效应[3]。该问题对运行时的电网和正在维修检测电网的人员存在着很大的威胁 [4]。于是，切确、即时地检测出孤岛效应是光伏并网发电系统设计中的一个关键性题目。作为孤岛效应的防治措施,孤岛检测技术就很有研究的必要性[5]。
1.2 国内外光伏并网发电技术的现状
光伏并网发电国内外现状
在前些年的时间里，资源短缺和环境的不断恶化，人们开始太阳能这种清洁能源的开发和利用，尤其是一些发达国家，对太阳能发电尤为重视，不仅在太阳能技术政策提供强有力的支持，而且还通过有关法律的发展，以规范太阳能产业的安全标准。
文[6]中提出，在上个世纪八十年代起，很多世界经济强国便对光伏并网发电开始研讨。国家花费重大的力气去大力发展光伏项目。已经颁布了一些法规来实施，如“千屋顶”计划在德国，和“百万屋顶计划”在美国。
当前，光伏并网逆变器技术研究较为成熟如欧美日等国，个别研究成果已达到产物化，且机能较好。在欧洲市场，SMA、西门子、Fronius等知名公司都推出了各自的光伏并网逆变器。
在中国的光伏并网发电技术起步较晚，与国外相比还存在技术水平的差距。据推算，我国可能在2050年在光伏发电总市场占到七成的分量。现阶段主要的任务是要解决其中的一些问题，来保证该系统能够完美的使用，具有自己的关键技能，才达成现大规模的产业化[7]。
国内外现状
针对该问题的研究很多，大部分都在发达国家，他们的研究成果较为先进，我国对孤岛检测的研究才刚刚开始，还没有取得较为突破性的成果，对主动式孤岛检测方式的研究很少 [8]。
1.3 本文所做的主要工作及意义
随着我国对新能源发电的日益增长，人们对其发电的可靠性很担心。于是孤岛检测技能需要更多学着进一步钻研。国内外已经开始大量研究，综合各种方法技术、不同的基础，但实际应用方面还没有那么理想，有些问题还需努力去攻破克服。综上，本毕业设计以单相光伏并网逆变器为研究目标,着重剖析和研究孤岛检测技术，这对光伏并网发电系统具有较重要的理论价值和工程应用价值。
本文研究对象是单相光伏并网逆变器，着重对孤岛检测技术进行研究，基于MATLAB仿真，对主动移频法防孤岛效应进行仿真验证。本文一共五章，章节概述如下：
第一章，阐述了本课题的背景和研究意义，对光伏并网发电技术的国内外研究近况做出介绍，简单介绍了本文着重研究的内容。
第二章，对光伏并网发电系统结构和其工作原理进行阐述，并给出了单相光伏并网发电的系统模型。
第三章，对光伏并网的控制方案进行分析，首先阐述了光伏并网运行的条件，然后对系统控制过程做出分析，其中主要阐述了SPWM控制方法。
第四章，本章阐述了孤岛检测的原理和检测标准，对孤岛检测常用方法进行简单介绍，仔细介绍了本文所研究的主动移频检测方法。
第五章，本章为实验部分，基于MATLAB仿真模拟主动移频方案，并对其作出了分析。
1.4 本章小结
本章主要介绍了光伏并网发电的背景以及在当今能源枯竭，环境日益恶化下对光伏并网发电的研究意义，同时还介绍了光伏并网发电技术在我国与外国的研究现状，介绍了我国与世界强国的研究水平差距，最后介绍了本文的中所的主要工作及其意义，同时对本文的文章结构和内容做出了简单的介绍。
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