基于光伏水泵系统的变频高压输电研究_毕业论文.pdf

"基于光伏水泵系统的变频高压输电研究" 一、概述 本文研究的主要目的是解决光伏水泵系统在应用中的一个重要问题，即变频高压输电问题。由于光伏水泵系统的特殊性，在安装光伏水泵系统时需要考虑地形等因素，导致光伏方阵远离泵站，常规电力输送所产生的线损将会是一个影响系统经济性的问题。因此，使用变频高压输电来降低输电线损是一个非常重要的研究方向。 二、太阳电池的数学模型 本研究使用Matlab/Simulink搭建了太阳电池的仿真模型，根据“五参数法”（Isc、Voc、Im、Vm、Pm）搭建了太阳电池的工程模型，模拟了不同太阳辐照度下（400 W/m2、600 W/m2、800 W/m2、1000 W/m2）和不同温度下（15 ℃、25 ℃、35 ℃、45 ℃）光伏组件的输出特性。这种方法可以帮助我们更好地理解太阳电池的工作原理和输出特性。 三、交-直-交变频器 本研究使用Matlab/Simulink分别对电压型变频器和电流型变频器的整流部分搭建仿真模型分析，包括电容滤波的三相不可控整流电路（直流侧有电感和无电感）、三相桥式全控整流电路（电阻负载和阻感负载）；对交-直-交变频器逆变电路部分进行分类建模仿真，包括三相电压型逆变电路和三相电流型逆变电路，通过仿真分别得出了不同电路的特性。 四、PWM技术的应用 本研究使用PWM技术来控制交-直-交变频器的输出电压和电流，通过仿真分析了PWM技术的基本原理，为后续章节的研究提供了理论依据。 五、交-直-交变频器电路的仿真模型 本研究使用Matlab/Simulink搭建了交-直-交变频器电路的仿真模型，模拟了交-直-交变频器输出侧电压和电流的波形情况。将调制比设置为0.8，研究了不同载波频率时（1 kHz、1.5 kHz、2 kHz、2.5 kHz、3 kHz、5 kHz）变频器输出侧电压和电流的谐波情况；将载波频率设置为2 kHz，研究了不同调制比（0.1-0.9）时变频器输出侧电压和电流的谐波情况。 六、滤波器的设计和仿真 本研究使用Matlab/Simulink对所设计的LC滤波器（星形连接方式）进行验证，分析了滤波后的交-直-交变频器输出侧的电压和电流谐波情况，得出滤波后的THDu和THDi分别为4.07%和0.42%，取得了较好的滤波效果。 七、变压器空载合闸的瞬态过程分析 本研究从理论方面分析了三相变压器空载合闸的瞬态过程，使用Matlab/Simulink搭建了变压器空载合闸励磁涌流的仿真模型，模拟了三相变压器励磁涌流波形的情况；搭建仿真电路分析了变压器的负载运行和空载运行，分别得出了在变压器负载运行和空载运行条件下各电压和电流的变化情况。 八、经济性分析 本研究对变频高压输电系统进行了经济性分析，得出了结论：使用变频高压输电可以显著降低输电线损，提高系统经济性。 本研究通过仿真分析和实验研究，解决了光伏水泵系统的变频高压输电问题，提供了一种可行的解决方案。