电气工程及其自动化的分布式光伏发电并网技术研究毕业论文答辩

第一章绪论第二章分布式光伏并网系统建模与理论分析第三章分布式光伏并网控制策略研究第四章分布式光伏并网系统实验验证第五章分布式光伏并网系统优化设计第六章分布式光伏并网技术展望与应用前景101第一章绪论分布式光伏发电并网技术的研究背景与意义在全球能源结构转型的背景下，可再生能源尤其是光伏发电正成为能源供应的重要补充。根据国际能源署（IEA）的数据，2022年全球光伏新增装机容量达到了230GW，其中分布式光伏占比接近40%。分布式光伏发电并网技术的研究具有重要的现实意义。首先，分布式光伏发电系统具有容量小、分布广的特点，可以就近满足用户用电需求，减少输电损耗，提高能源利用效率。其次，分布式光伏发电并网技术可以有效提高电网的供电可靠性，特别是在偏远地区或电力供应不稳定的地区，分布式光伏发电系统可以作为一种备用电源，保障基本电力供应。此外，分布式光伏发电并网技术还可以促进能源消费端的多元化，提高能源利用效率，减少对传统化石能源的依赖，有助于实现碳达峰和碳中和目标。因此，分布式光伏发电并网技术的研究具有重要的理论意义和应用价值。3分布式光伏发电并网技术的研究现状电流源型并网技术适用于小型分布式光伏发电系统，具有结构简单、成本较低等优点，但功率输出范围有限。电压源型并网技术适用于较大规模的分布式光伏发电系统，具有功率输出范围广、并网性能好等优点，但系统结构复杂、成本较高。多电平变换器并网技术适用于高功率、高电压的分布式光伏发电系统，具有谐波抑制效果好、功率因数高、系统稳定性好等优点，但技术难度较大、成本较高。4分布式光伏并网技术难点分析功率质量问题分布式光伏发电系统输出功率的不稳定性和波动性会对电网造成一定的影响，需要采取有效措施进行功率质量控制。电网兼容性问题分布式光伏发电系统并网后，需要满足电网的各项技术要求，如电压、频率、谐波等，以确保电网的安全稳定运行。系统可靠性问题分布式光伏发电系统长期运行过程中，需要考虑设备的可靠性、维护的便利性等因素，以提高系统的整体可靠性。502第二章分布式光伏并网系统建模与理论分析分布式光伏并网系统多物理场耦合建模分布式光伏并网系统的建模需要考虑多物理场的耦合效应，包括电磁场、热场和机械场。电磁场建模主要关注光伏发电系统的电路特性和电磁兼容性，热场建模主要关注光伏组件和逆变器在运行过程中的温度变化，机械场建模主要关注光伏组件和逆变器的机械振动和疲劳问题。多物理场耦合建模可以帮助我们更全面地分析分布式光伏并网系统的性能和可靠性。7分布式光伏并网系统关键技术研究光伏发电系统建模光伏发电系统的建模需要考虑光伏组件的光电转换效率、温度特性、光照特性等因素，以准确预测光伏发电系统的输出功率。并网逆变器建模并网逆变器的建模需要考虑逆变器的电路拓扑、控制策略、功率损耗等因素，以准确预测逆变器的运行特性和性能。电网扰动建模电网扰动的建模需要考虑电网的电压波动、频率波动、谐波等问题，以分析电网扰动对分布式光伏并网系统的影响。8分布式光伏并网系统仿真验证光伏发电系统的仿真需要考虑光伏组件的光电转换效率、温度特性、光照特性等因素，以准确预测光伏发电系统的输出功率。并网逆变器仿真并网逆变器的仿真需要考虑逆变器的电路拓扑、控制策略、功率损耗等因素，以准确预测逆变器的运行特性和性能。电网扰动仿真电网扰动的仿真需要考虑电网的电压波动、频率波动、谐波等问题，以分析电网扰动对分布式光伏并网系统的影响。光伏发电系统仿真903第三章分布式光伏并网控制策略研究分布式光伏并网控制策略研究现状分布式光伏并网控制策略的研究现状表明，随着电力电子技术的发展，分布式光伏并网控制策略也在不断进步。传统的控制策略如PI控制，虽然简单易实现，但在面对复杂的电网扰动时，性能表现不佳。现代控制策略如模型预测控制（MPC）、自适应控制等，虽然性能更好，但实现复杂度也更高。因此，如何选择合适的控制策略，需要根据具体的系统需求和实际情况进行分析。11分布式光伏并网控制策略研究进展传统控制策略如PI控制、比例-积分-微分（PID）控制等，虽然简单易实现，但在面对复杂的电网扰动时，性能表现不佳。现代控制策略现代控制策略如模型预测控制（MPC）、自适应控制、模糊控制等，虽然性能更好，但实现复杂度也更高。智能控制策略智能控制策略如神经网络控制、强化学习控制等，利用人工智能技术，可以实现更智能的控制策略。传统控制策略12分布式光伏并网控制策略研究难点分布式光伏并网系统的参数如光伏组件的光电转换效率、逆变器的功率损耗等，存在一定的不确定性，需要考虑这些不确定性对控制策略的影响。电网扰动复杂性电网扰动如电压波动、频率波动、谐波等，具有复杂的特性，需要开发相应的控制策略来应对这些扰动。控制策略实时性要求分布式光伏并网控制策略需要满足实时性要求，即在短时间内做出响应，以应对电网扰动。系统参数不确定性1304第四章分布式光伏并网系统实验验证分布式光伏并网系统实验平台搭建分布式光伏并网系统实验平台搭建是验证控制策略的重要环节。实验平台需要包括光伏发电系统、并网逆变器、电网模拟器等设备，以及数据采集系统、控制系统等。实验平台搭建完成后，可以进行各种实验，以验证控制策略的性能。15分布式光伏并网系统实验方案设计实验目的包括验证控制策略的性能、测试系统在不同工况下的运行特性等。实验设备实验设备包括光伏发电系统、并网逆变器、电网模拟器等。实验步骤实验步骤包括系统搭建、参数设置、实验执行、数据分析等。实验目的16分布式光伏并网系统实验结果分析光伏发电系统输出功率分析光伏发电系统在不同光照条件下的输出功率，验证光伏发电系统的性能。并网逆变器运行特性分析并网逆变器的运行特性，如效率、功率因数、谐波含量等，验证逆变器的性能。电网扰动响应分析系统在电网扰动下的响应，如电压波动、频率波动等，验证系统的稳定性。1705第五章分布式光伏并网系统优化设计分布式光伏并网系统优化设计方法分布式光伏并网系统优化设计方法包括光伏发电系统优化设计、并网逆变器优化设计、控制策略优化设计等。光伏发电系统优化设计主要考虑光伏组件的选型、阵列布置等因素，以最大化发电效率。并网逆变器优化设计主要考虑逆变器的拓扑结构、参数设置等因素，以最小化功率损耗和提高并网性能。控制策略优化设计主要考虑控制参数的整定、控制算法的选择等因素，以提高系统的动态响应性能和稳定性。19分布式光伏并网系统优化设计原则优化设计需要考虑系统的经济性，包括初始投资成本、运行成本等。可靠性原则优化设计需要考虑系统的可靠性，包括设备的可靠性、系统的可用性等。可维护性原则优化设计需要考虑系统的可维护性，包括设备的可维护性、维护的便利性等。经济性原则20分布式光伏并网系统优化设计方法光伏发电系统优化设计光伏发电系统优化设计主要考虑光伏组件的选型、阵列布置等因素，以最大化发电效率。并网逆变器优化设计并网逆变器优化设计主要考虑逆变器的拓扑结构、参数设置等因素，以最小化功率损耗和提高并网性能。控制策略优化设计控制策略优化设计主要考虑控制参数的整定、控制算法的选择等因素，以提高系统的动态响应性能和稳定性。2106第六章分布式光伏并网技术展望与应用前景分布式光伏并网技术发展趋势分布式光伏并网技术发展趋势包括技术发展趋势、市场发展趋势、政策发展趋势等。技术发展趋势主要关注光伏发电技术、并网技术、储能技术等的发展。市场发展趋势主要关注分布式光伏发电市场的增长、应用场景的拓展等。政策发展趋势主要关注各国政府对分布式光伏发电的支持政策。23分布式光伏并网技术发展趋势光伏发电技术发展趋势包括光伏组件效率的提升、光伏发电成本的降低等。并网技术并网技术发展趋势包括并网逆变器性能的提升、并网成本的降低等。储能技术储能技术发展趋势包括储能技术的应用、储能成本的降低等。光伏发电技术24分布式光伏并网技术应用前景城市屋顶分布式光伏发电系统城市屋顶分布式光伏发电系统具有安装方便、发电效率高等特点，是分布式光伏发电的重要应用场景。工商业分布式光伏发电系统工商业分布式光伏发电系统具有发电量大的特点，是分布式光伏发电的重要应用场景。农业分布式光伏发电系统农业分布式光伏发电系统具有安装方便、发电效率高等特点，是分布式光伏发电的重要应用场景。25分布式光伏并网技术展望技术创新包括光伏发电技术、并网技术、储能技术等的技术创新。市场创新市场创新包括分布式光伏发电市场的增长、应用场景的拓展等。政策创新政策创新包括各国政府对分布式光伏发电的支持政策。技术创新26总结与展望本论文的研究工作主要集中在分布式光伏发电并网技术方面，通过建模分析、控制策略研究、实验验证和优化设计等环节，对分布式光伏发电并网系统的性能和可靠性进行了深入研究。在建模分析方面，建立了考虑多物理场耦合的并网模型，并通过仿真和