光伏電站短路故障仿真分析和實驗研究.pdf

1、光伏電站乃至微網(wǎng)系統(tǒng)中直流斷路器如何快速、穩(wěn)定的開斷故障電流是微網(wǎng)保護(hù)需要解決的首要問題。而現(xiàn)有光伏電站中開斷故障電流時沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此研究光伏電站發(fā)生短路故障時直流側(cè)短路電流響應(yīng)特性對直流斷路器的設(shè)計具有重要意義。本文通過仿真的方法，研究了恒功率控制策略下光伏電站的故障響應(yīng)特性，為光伏電站的保護(hù)奠定了基礎(chǔ)。
　　分析比較了光伏電站不同的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍。然后通過研究光伏防雷匯流箱的硬件電路，說明光伏電站中電流、電壓信號采

2、集方法。結(jié)合兩級式光伏電站的硬件結(jié)構(gòu)，針對光伏發(fā)電的間歇性這一特點，選取恒功率控制策略，設(shè)計了光伏電站整體仿真方案。
　　研究了單塊光伏電池的等效電路，利用數(shù)學(xué)分析推導(dǎo)出光伏組件及光伏陣列的四參數(shù)模型。比較不同的最大功率算法優(yōu)缺點，提出了改進(jìn)的最大功率算法。對LC型的并網(wǎng)逆變器電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用電流PI控制的電網(wǎng)電壓補償進(jìn)行解耦。最后，建立了Simulink環(huán)境下的光伏陣列的四個銘牌參數(shù)模型、采用改進(jìn)的最大功率跟蹤算法的Boost

3、升壓電路模型以及電流PI解耦控制的LC型并網(wǎng)逆變器模型。
　　對單一光伏電池、光伏陣列的最大功率跟蹤以及光伏電站整體運行進(jìn)行仿真，驗證了各個模型的準(zhǔn)確性。對光伏組件的銘牌參數(shù)進(jìn)行修正得到了非標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的光伏陣列仿真模型。通過對光伏電站不同類型的故障進(jìn)行仿真分析，得到了直流側(cè)短路故障響應(yīng)特性。
　　最后，通過搭建300W光伏電站短路故障模擬實驗平臺，模擬光伏電源出口處短路故障。通過與實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，驗證了仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性