开题报告-光伏并网发电系统对电网运行的影响及其应对策略研究 (2).doc
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1、学号:东 南 大 学工程硕士学位论文开题报告院(系、所)工 程 领 域 研究生姓名 校 内 导 师 校 外 导 师 开题报告日期 入 学 年 月 制2一、学位论文开题报告论文题目光伏并网发电系统对电网运行的影响及其应对策略研究研究方向题目来源国家部委省市厂、矿自选有无合同经费数备注题目类型工程项目规划管理工程设计工程技术技术攻关改造推广应用基础性研究其它一、课题来源、选题依据、课题研究目的、工程应用价值随着中国经济持续增长,各个地区对电能的需求量可谓不可同日而语。由于东部、西部经济发展、能源分布的不平衡,“西电东送”解决了这一矛盾。由于传统火电发电用煤来产生能源动力,对于环境、能源、大气等方方
2、面面对人类产生了影响。比如煤炭资源的不可再生性、北方严重的“雾霾”天气等等。于是,人们试图寻找其他的能源转换成电能。西部具有其独特的优势:昼夜温差大、光照时间长、太阳辐射强、人口稀疏等优势,为大力发展光伏发电奠定了基础。2015年,国家能源局相关机构印发了关于征求太阳能利用“十三五”发展规划意见的函。有序开展光伏电站建设:重点在资源条件好的西部地区,具备大规模接入和本地消纳能力的地区,结合外送逋道规划,有序建设光伏电站基地,确保光伏电力消纳。在中东部地区,结合土地综合利用,采煤沉陷区治理等,适度建设光伏电站项目。到2020年、光伏电站累计规模达到800万千瓦。2016年,国家能源局下达关于20
3、16年光伏发电建设实施方案的通知。2017年,国家发展改革委发出关于完善陆上风电光伏发电上网标杆电价政策的通知,适当降低新建陆上风电和光伏发电上网标杆电价。光伏电站的特性是白天发电,夜间不发电。一般光伏电站的发电量曲线是比较固定的,在太阳升起前处于停机状态,太阳升起后照度达到一定值时开始并网发电,中午照度达到最大值时发电量最大,到傍晚太阳落山后再次停机,在晴天的情况下每天都可维持这样的发电规律。这种发电特性就使得光伏电站所发电量适用于白天负荷较大的工业和商业,而不适用于民用负荷,除非再配置储能装置。光伏电站并网运行对电网可能系统潮流、无功电压、短路特性、暂态稳定性等造成的影响,造成电压偏差、电
4、压波动及电网谐波等影响1。尽管光伏发电会带来种种问题,它的可再生性值得大力推崇,渐渐减少传统方式发电的比例。为我国未来电能的发展带来一片新光景。本文拟通过光伏电站接入电网的关键技术开展分析,对光伏电池数学模型及光伏电站并网模型进行推导,理解光伏电站并网的过程机理。讨论光伏电站并网后产生的影响,从电能质量、继电保护等展开分析。根据2016年A地区光伏电站发电量及负荷使用情况分析光伏电站接入的作用,研究了光伏电源并网对继电保护动作特性的影响,总结了现有保护的优缺点并提出了解决方案,通过算例实际数据验证了以上结论。二、中外文献与资料阅读清单(要求30篇以上)篇数31其中外文文献与资料篇数6序号题 目
5、(及作者)出处(书籍及出版社、期刊名及期刊卷期号等)1 234567 8910111213141516张秀钊,游广增.光伏电站接入电网对电能质量的影响J张勇,朱建中.光伏发电的优势及应用J韦伟.光伏电站接入公共电网对电网的影响研究J高运动,李博.光伏电站接入对电网质量的影响J朱邵璇.能源协调控制系统中光伏电站有功无功控制研究DHU Bo,YUTO NONAKA,R YUICHI YOKOYAMA.Influence of large-scale grid-connected photovoltaic system on distribution networksJ杜严行,李 恒.光伏电站接入方
6、式对局部电网影响及改进方案的研究J谢宁,罗安,陈燕东等.大型光伏电站动态建模及谐波特性分析J韩智海.分布式光伏并网发电系统接入配电网电能质量分析DYoshida K,Kouchi K,Nakanishi Y,et al.Centralized control of clustered PV generations for loss minimization and power qualityCTan Y T, Kirschen D S. Impact on the Power System of a Lar-ge Penetration of Photovoltaic GenerationJT
7、urner R, Walton S, Duke R. Stability and band width implic-ations of digitally controlled grid-connected parallel invertersJ田 野大型光伏电站并网对配电网影响的研究D肖建华,姚正毅,孙家欢.并网太阳能光伏电站选址研究述评J章力,高元海,熊 宁等.考虑潮流倒送约束的分布式光伏电站选址定容规划J贾 伟基于遗传算法的光伏集成配送中心选址问题研究J云南电力技术,2013,41(1):60-63山东工业技术,2013,4:82-83电气工程与自动化,2013,36(390):37-
8、39安徽电力,2016,33-(1):34-38华北电力大学,2015Automation of Electric PowerSystems,2012,36(3):34-38.电力电容器与无功补偿,2014,35(2):9-13中国电机工程学报,2013,(12),33-36山东大学,2013Proceedings of IEEE Power and Energy Society General Meeting.Pittsburgh,USA:IEEE,2008:1-6.2007:1-8.IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2010, 57(
9、11):华北电力大学,2016中国沙漠,2011,(11),31-6电力系统自动化,2014,38(17):43-48江苏科技信息,2017,1:78-80序号题 目出处(书籍及出版社、期刊名及期刊卷期号等)171819202122232425262728293031刘维亮,范云其,李 峰.大规模分布式光伏电站并网对电网运行的影响J蔡安琪分布型光伏并网发电对继电保护的影响D盛四清,侯 磊,范 辉等.光伏电站接入孤立电网的动态建模与稳定性分析J.何国庆,许晓艳,黄越辉等.大规模光伏电站控制策略对孤立电网稳定性的影响J王国智,李忠良,刘 芳等.某光伏电站接入电网对电压潮流的影响J于海洋,祖光鑫,董
10、尔佳等.大型并网光伏电站对电力系统影响的研究J高秀云,周鸿博,岳义淼.黑龙江省光伏电站接入电网适应性分析J王国智,李忠良,刘芳等某光伏电站接入电网对电压潮流的影响J陈炜,艾欣,吴涛等光伏并网发电系统对电网的影响研究综述J陈芳,王玮,徐丽杰等分布式电源接入对配电网电压变化的分析J钱军,陶梅玉,孙智一等光伏电站接入电网对电力系统电压闪变的影响J张林峰光伏电站接入调度系统方案研究DUchiyama N,Miyata H,Aihara T,et alDevelopment of large-scale photovoltaic power generation systemsJYazdani A,Ir
11、avani RA unified dynamic model and control for thevoltage-sourced converter under unbalanced grid conditionsJ谢宁,罗安,陈燕东等大型光伏电站动态建模及谐波特性分析J电工技术,2016,11(A):130-131上海交通大学,2015电力系统保护与控制,2012,40(23):126-131电网技术,2009,33(15):20-25河北工业科技,2015,(1),32-1东北电力技术,2016,37(5):13-16黑龙江电力,2017,39(1):1-6河北工业科技,2015,32(
12、1):45-49电力自动化设备,2013,33(2):26-33电力系统及其自动化学报,2012,24(4):145-149低压电器,2011,22:19-22山东大学,2016Hitachi Review,2009,58(5):219-224IEEE Transactions on Power Delivery,2006,21(3):1620-1629 中国电机工程学报,2013,33(36),10-17三、文献综述:国内外研究现状、发展动态(一)国内外研究现状太阳能是大自然提供给我们取之不尽,用之不竭而又清洁的绿色能源,不会给空气带来污染、破坏生态环境,从根源上减缓了全球变暖的速度,是其他
13、资源不可比拟的。地球上99.8%的能量最初都来自太阳能,通过汲取太阳能能量生长。如果能充分利用太阳能引入电网,具有独特的优势和巨大的开发利用潜力。太阳能资源具有绝对的安全性,并网电压一般在220V以下;太阳能分布范围广泛,在大多数地区都具有普遍性,可就地取用;太阳能光伏发电使用寿命长,容易维护且利用灵活,既可以独立用于电网运行,也可以与电网并行运作。利用太阳能发电已经是大势所趋。(1)国外光伏发电发展现状在各国政府的推动下,近年来太阳能开发利用规模快速扩大,技术进步和产业升级加快,成本显著降低,已成为全球能源转型的重要领域。截至 2017 年底,全球光伏装机总量已超过 400GW。其中 201
14、7 年全球光伏新增装机约 102GW,比 2016 年同比增长约 40%。2007 至 2016 年全球光伏发电平均年增长率超过 40%,成为全球增长速度最快的能源品种1。(1)俄罗斯2017年年底,俄罗斯太阳能发电装机已达540兆瓦,其中2015年新增60兆瓦,2016年安装70兆瓦。俄罗斯的目标是到2024年增加太阳能装机1.52吉瓦,2024年至2030年间,将再增加1.18吉瓦。今年1月,俄罗斯科学家研制出适用于恶劣气候的风能太阳能两用发电装置。该装置的发电成本仅为常规发电成本的30%至40%。据悉,俄罗斯还将努力实现可再生能源设施的国产化,本土化率从2016年的25%提高到2019年
15、的65%。根据国际可再生能源署(IRENA)预测,到2030年,俄罗斯有潜力将太阳能装机翻番至5吉瓦。分布式光伏发电在俄罗斯偏远地区大有可为2-5。(2)德国德国位于欧洲大陆的中心,是可再生能源大国,也是全球能源转型的先行者与可再生能源发展的领头羊,煤炭天然气丰富,同时也是风光大国。德国光伏行业从2003年只占德国总发电量的0.1%,猛增到2016年的6.0%,发展迅猛。不过,从2017年开始,电力占比下降到5.9%,反映出光伏市场增长有所疲软。德国光伏发电市场已经进入平稳调整期,市场装机量达41.7GW,光伏发展增速开始放缓。不过今年第一季度的数据给德国带来了新的希望,德国太阳能工业协会表示
16、,除了较低的价格外,稳定的政策环境使贸易方和项目规划者的信心重新增强,这是德国市场复苏的根本原因。此外,德国政府承诺将在2019和2020年度分配2吉瓦的光伏发电合同。目前,750千瓦及以上系统的招标量是每年600兆瓦6-8。(3)法国法国在太阳能开发方面同样具有广阔的前景。为控制全球变暖、减少温室气体排放量,法国政府出台了一系列政策来鼓励发展光伏产业,使法国太阳能光伏产业具有较高的投资价值。2018年3月,法国政府明确表示要大力发展太阳能产业,其发展目标有:2023年光伏发电量至少达18.2至20.2吉瓦,而截止2017年9月底仅为7.7吉瓦。法国政府将把光伏发电量提高2-3倍,同时到203
17、0年法国可再生能源发电量将占总量的32,而目前仅为16%。由此可见,法国电力市场中的光伏需求量还有非常大的缺口。在2017年至2020年之间,法国将推出一系列6个500MW招标项目,以提高太阳能光伏产业的比重,改变核电占比过大的现状,增加绿能发电的数量9-13。(4)英格兰2017年是工业革命以来英国“史上最绿”一年,全年低碳电源(核电、生物质、风电、太阳能、水电)发电比例首次超过了50%,超过了化石能源47.5%的发电比例(其余2.5%为抽水蓄能等其他电源),煤炭的使用量下降,使英国的温室气体排放量下降了3%。其中,能源的排放量在全行业中降幅最大,为8%,交通运输业的排放量与去年持平。预计到
18、2021年,英国太阳能发电将增长到16吉瓦,到2023年可达18吉瓦,而目前为13吉瓦,依然具有巨大的发展潜力14-16。(5)巴西巴西全年光照充足,太阳能资源丰富,是建设太阳能光伏电站非常理想的区域。目前巴西光伏装机量的绝大多数被安装于偏远地区,属于离网系统。巴西能源研究机构EPE预计,到2022年,巴西安装屋顶光伏发电系统将达1.4GW。同时,巴西计划到2024年将其光伏发电装机规模增至7GW,约占总发电量的3.3%;到2050年,这个比例将达到18%。5月,巴西太阳能协会Absolar表示,预计到2018年12月巴西将达到2GW的装机容量。今年初,巴西已经超过了1GW大关,目前巴西有多于
19、2.7万个分布式发电机组在运行,总容量超过320MW。2016年增长了270%,2017年发电容量增长了304%,预计今年将再增长358%。(2)国内光伏电站发展现状在 2017 年的新增装机量中,我国贡献了 53GW,与 2016年新增装机量相比,同比增长了 56%。截至 2017 年底,我国累计装机容量达 130GW,新增和累计装机容量均为全球第一。预计到2020年,中国仍将处于从工业化发展阶段向发达经济初级阶段转变的过程中,电力需求将继续增长。根据国家能源局关于发展太阳能利用的第十三个五年计划草案,中国的能源需求总量仍将在“十三五”和未来很长一段时间内严格增长。对清洁和可再生能源的需求将
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- 开题报告-光伏并网发电系统对电网运行的影响及其应对策略研究 2 开题 报告 并网发电 系统 电网 运行 影响 及其 应对 策略 研究
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