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光伏直流升压汇集接入系统协调控制与保护研究的开题报告
一、研究背景与意义
在新能源产业快速发展的背景下，光伏发电逐渐成为重要的清洁能源之一。然而，光伏发电系统中存在着多个组件并联工作，需要光伏直流升压汇集接入系统实现对多个逆变器的协调控制与保护。这个问题的解决，不仅能够提高光伏发电系统的性能，同时也可以保护系统运行安全，延长系统寿命，对于新能源发展有重要意义。
光伏系统中，逆变器的功率输出负载不同，其输出电压也会有所不同，因此需要压缩多个逆变器输出的直流电压，在光伏直流升压汇集接入系统中实现协调控制与保护。此外，在光伏系统中，如果出现单个组件串联的短路故障，可能会对整个系统造成严重的影响，并且增加维修成本。因此，需要针对光伏系统中的这些问题进行研究，并提出有效的解决方案，从而提高光伏发电的效率和安全性。
二、研究现状
目前，光伏直流升压汇集接入系统协调控制与保护的研究已经取得了一定的进展。在逆变器控制技术方面，一些基于传统的PID控制策略和不确定性预测控制的方法已经应用到光伏系统中，并取得了一定的优化效果。同时，电力电子器件的发展，也让光伏发电系统的控制和保护变得更加简单和精确。
三、研究内容和方法
本研究将重点研究光伏直流升压汇集接入系统协调控制与保护技术，并针对当前问题提出解决方案，以提高系统的效率和安全性。具体的研究内容将涉及以下方面：
1.光伏逆变器的控制：该部分研究将研究逆变器的功率输出模型和逆变器频率的控制模型，并通过PID等传统控制策略与不确定性控制策略进行比较，以优化控制算法。
2.电力电子器件的控制和保护：本研究将探讨各种电力电子器件的控制和保护技术，如IGBT功率模块控制、熔断器保护、电流限制器和直流断路器等，以提高系统的可靠性和安全性。
3.故障检测和故障诊断：本研究将探讨光伏直流升压汇集接入系统中可能出现的故障，如电路短路、过载、电压过高或过低等，并提出有效的故障检测和诊断方案，以保证系统的稳定和安全运行。
研究方法将包括理论分析和仿真实验两部分。首先，我们将建立光伏直流升压汇集接入系统的控制模型，并通过仿真实验进行算法的优化和验证。其次，将进行实验验证，并与传统控制方法进行比较，以得出优化策略的效果。最后，将针对故障检测和诊断进行理论分析和实验验证，以得出有效的故障检测和诊断方案。
四、研究预期成果
本研究的预期成果包括以下几个方面：
1.研究成果将提高光伏直流升压汇集接入系统的效率和安全性，从而推动清洁能源的发展。
2.研究成果将提高光伏逆变器的控制技术，优化功率输出模型和频率控制模型，提高光伏发电的效率和性能。
3.研究成果将提出有效的电力电子器件控制和保护技术，增加系统的可靠性和安全性。
4.研究成果将提出有效的故障检测和诊断方案，保证系统的稳定和安全运行。
五、研究进度和计划
本研究计划于2021年9月开始，预计将在以下几个方面展开工作：
1.前期调研和论文阅读，熟悉光伏直流升压汇集接入系统协调控制和保护技术发展现状，确定研究重点和方向。
2.建立光伏直流升压汇集接入系统的控制模型，并完成光伏逆变器控制策略的优化。
3.实现电力电子器件的控制和保护措施，保证系统的可靠性和安全性。
4.设计故障检测和故障诊断方案，并验证其有效性。
5.完成论文撰写和答辩准备等工作。
计划于2022年6月完成论文的撰写和答辩。