新能源发电并网控制技术及应用_李圣清著.pdf

前言传统能源所引起的环境污染越来越严重，使得新能源发电产业不断发展壮大。以风电、光伏发电等为主的无污染和可再生新能源日益受到重视，已成为新一轮国际竞争的战略制高点。世界发达国家和地区都把发展新能源作为顺应科技潮流、推进产业结构调整的重要举措，我国也相继出台了一系列扶持政策，大力规划、发展新能源产业光伏发电具有间歇性和波动性，大规模接入电网会对电网安全、稳定及可靠运行带来诸多隐患。同时，在微电网中大功率逆变器件造价昂贵，使得光伏发电系统的经济效益较低。此外，光伏发电在并网、孤岛运行模式切换过程中，不可避免地对电网产生冲击。因此，在提高系统工作效率、降低发电成本以及实现微电网逆变器并网、离网运行模式之间的平滑切换和系统安全并网运行等方面的研究具有重要意义。风能具有密度低、间歇性和波动性的缺点，其可控性和稳定性都不如常规的化石能源。而低压无功补偿装置在低电压故障结束后没有自动切换能力，无功功率积累过大会导致电压升高，造成故障，往往会给并网运行系统造成较大的控制难度。因此，为保证风电运行的安全性和稳定性，开展风电并网低电压穿越运行技术的研究势在必行本书可以推进新能源发电并网控制技术及应用工作，满足本科生、研究生以及相关领域的工程技术人员与管理人员对于新能源发电技术及应用的认识和前沿控制方法的了解，以适应当前形势发展的需求。本书作者和科研团队在微电网并网方面的研究已有十余年，先后完成和正在进行的国家自然科学基金项目、湖南省自然科学基金项目、湖南省科技厅项目以及大中型企业课题和工程应用12项，发表相关论文90余篇，其中SCI、EI收录50余篇，授权专利18项，获得湖南省科学技术进步二等奖2项。本书依托以上项目、论文和专利，结合相关理论研究，对新能源发电并网控制技术及应用方面的工作和成果进行总结，以期对相关问题的研究有所贡献。本书将光伏发电并网系统分为发电系统、储能系统、并网系统三大模块，分别介绍光伏发电、储能、并网系统的原理及模型。围绕混合储能系统荷电状态估计及功率分配、光伏逆变器并网运行控制方法等技术进行深入探讨。本书提出基于BP神经网络的混合储能系统荷电状态估计方法、基于功率频率的混合储能系统功率指令初级分配方法。针对传统光伏逆变器并网运行控制存在的问题，本书提出基于准P调节器的并网电流控制、下垂系数动态调节控制及最大功率点跟踪控制方法：针对光伏逆变器防孤岛运行，提出主被动式相结合防孤岛运行控制方法、光伏逆变器运行模式切换控制方法；针对级联型两级式光伏并网逆变器，提出级联型两级式并网逆变器MPPT控制方法，级联型两级式并网逆变器直流母线均压控制在风力发电并网控制方面，本书介绍风力发电系统组成及数学模型，提出STATCOM补偿指令电流检测方法、风电并网中级联STATCOM的正负序解耦控制、不平衡条件下级联STATCOM的复合控制方法。围绕电压跌落引起风电机组能量过多无法释放的问题，本书提出基于状态反馈线性化的网侧变换器低电压穿越控制和基于Crowbar硬件保护电路的低电压穿越技术，在进行故障穿越的同时可向系统提供无功补偿，帮助系统恢复电压本书有一定的理论深度，也有很直观的仿真图形和实验波形，强调理论与实际相结合，。ie