戶(hù)用風(fēng)光水電發(fā)電系統(tǒng)調(diào)度控制器研究與研發(fā)

【摘要】：在當(dāng)前國(guó)家積極開(kāi)展宜居農(nóng)村建設(shè)及拓展新能源發(fā)電技術(shù)應(yīng)用的背景下,充分利用安裝地點(diǎn)的風(fēng)、光、水資源發(fā)電并就地使用是解決我國(guó)偏遠(yuǎn)地區(qū)用電負(fù)荷小且分散的大量無(wú)電戶(hù)用電問(wèn)題的主要途徑之一。主要解決了以下問(wèn)題： (1)在分析風(fēng)/光/水戶(hù)用發(fā)電系統(tǒng)各個(gè)部分的特點(diǎn)和接入系統(tǒng)影響的基礎(chǔ)上,歸納了功率變換器的外特性,提出了戶(hù)用風(fēng)光水發(fā)電系統(tǒng)各功率單元采用的控制策略和系統(tǒng)功率控制策略,定義了系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)空間,并給出了系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移的控制邏輯。 (2)提出了獨(dú)立運(yùn)行戶(hù)用風(fēng)光水發(fā)電系統(tǒng)實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)度的混合整數(shù)規(guī)劃模型和兩段式計(jì)算方法。該模型能夠求得各發(fā)電單元輸入功率、蓄電池充放電和系統(tǒng)載荷量的最佳控制值,使得可再生能源發(fā)電量達(dá)到最大。在計(jì)算過(guò)程中,將模型分解為線性規(guī)劃和整數(shù)規(guī)劃兩個(gè)階段,線性規(guī)劃采用單純形法求解蓄電池最佳充放電電流,整數(shù)規(guī)劃采用背包問(wèn)題計(jì)算方法求解最佳供電負(fù)荷回路和松弛發(fā)電單元的輸出功率。通過(guò)實(shí)例計(jì)算驗(yàn)證了該模型和方法能夠顯著改善蓄電池的運(yùn)行狀態(tài),提高系統(tǒng)運(yùn)行的效率和經(jīng)濟(jì)性。 (3)設(shè)計(jì)了基于ARM9的戶(hù)用風(fēng)光水發(fā)電系統(tǒng)調(diào)度控制器,開(kāi)發(fā)調(diào)試了其硬件電路,編寫(xiě)了全部配套軟件程序?，F(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行表明控制器能夠使風(fēng)光水發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效。 【關(guān)鍵詞】：微電網(wǎng)控制策略 微電網(wǎng)調(diào)度 嵌入式控制器 ARM9
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TM61
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 微電網(wǎng)控制和調(diào)度的研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 微電網(wǎng)控制的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 微電網(wǎng)調(diào)度的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文主要工作13-14
• 第2章 操作系統(tǒng)選擇14-18
• 2.1 嵌入式系統(tǒng)14-15
• 2.2 LINUX操作系統(tǒng)15
• 2.3 LINUX進(jìn)程間通信15-18
• 第3章 實(shí)施戶(hù)用風(fēng)光水發(fā)電系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移及安全控制研究18-31
• 3.1 系統(tǒng)組成18-22
• 3.1.1 風(fēng)力發(fā)電單元19-20
• 3.1.2 微水發(fā)電單元20-21
• 3.1.3 光伏發(fā)電單元21-22
• 3.1.4 儲(chǔ)能單元22
• 3.2 功率轉(zhuǎn)換單元控制策略22-26
• 3.2.1 功率變換單元模式及外特性22-23
• 3.2.2 風(fēng)光水發(fā)電系統(tǒng)功率的控制模式23-24
• 3.2.3 風(fēng)光水系統(tǒng)的控制策略24-26
• 3.3 系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及其轉(zhuǎn)移控制26-30
• 3.3.1 系統(tǒng)狀態(tài)劃分26-27
• 3.3.2 狀態(tài)空間轉(zhuǎn)移27-30
• 3.4 小結(jié)30-31
• 第4章 戶(hù)用風(fēng)光水發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度數(shù)學(xué)模型31-46
• 4.1 戶(hù)用微型電力系統(tǒng)的基本調(diào)度原則31-32
• 4.2 狀態(tài)變量及控制變量32-34
• 4.3 風(fēng)光水供電系統(tǒng)最優(yōu)調(diào)度數(shù)學(xué)模型34-36
• 4.4 模型求解方法36-39
• 4.4.1 優(yōu)化調(diào)度線性模型及計(jì)算37-38
• 4.4.2 優(yōu)化模型整數(shù)模型及計(jì)算38-39
• 4.5 實(shí)例分析39-45
• 4.5.1 典型工況39-41
• 4.5.2 優(yōu)化調(diào)度結(jié)果41-43
• 4.5.3 優(yōu)化結(jié)果的分析43-45
• 4.6 小結(jié)45-46
• 第5章 調(diào)度控制器的開(kāi)發(fā)46-69
• 5.1 需求分析46-47
• 5.2 總體方案設(shè)計(jì)47-48
• 5.3 硬件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)48-57
• 5.3.1 控制核心及其硬件構(gòu)成49-51
• 5.3.2 通信接口設(shè)計(jì)51-54
• 5.3.3 人機(jī)界面54-57
• 5.4 軟件開(kāi)發(fā)57-66
• 5.4.1 數(shù)據(jù)流控制59-64
• 5.4.2 故障處理64
• 5.4.3 控制器優(yōu)化調(diào)度64-66
• 5.5 運(yùn)行效果66-68
• 5.6 小結(jié)68-69
• 第6章 總結(jié)與展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其它成果74-75
• 致謝75-76
• 作者簡(jiǎn)介76

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