光伏發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)及電動(dòng)汽車充電站可靠性研究

【摘要】：光伏發(fā)電和電動(dòng)汽車是新能源領(lǐng)域的兩大重要發(fā)展方向。本文以光伏發(fā)電系統(tǒng)中的光伏電池和光伏逆變器,以及電動(dòng)汽車充電站為研究對(duì)象,對(duì)光伏電池外特性、光伏逆變器控制算法和電動(dòng)汽車充電站可靠性等問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究。 論文首先以單體光伏電池和光伏電池板的構(gòu)成關(guān)系為依據(jù),推導(dǎo)出了二者的輸出特性方程,給出了仿真模型建立方法,并在此基礎(chǔ)上,推導(dǎo)出了復(fù)雜光照情況下光伏陣列的輸出特性方程。根據(jù)輸出特性方程,重點(diǎn)對(duì)基于最優(yōu)梯度法的最大功率點(diǎn)跟蹤算法進(jìn)行了深入研究,提出了一種基于近似梯度法的最大功率點(diǎn)跟蹤算法,該算法結(jié)合了最優(yōu)梯度法自動(dòng)調(diào)整搜索步長(zhǎng)、自動(dòng)判斷搜索方向,以及干擾觀測(cè)法硬件電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn),提高了算法的實(shí)用性和有效性。 針對(duì)已有光伏并網(wǎng)逆變器模糊控制算法過(guò)多依賴專家經(jīng)驗(yàn)且需要對(duì)隸屬度函數(shù)、模糊規(guī)則反復(fù)調(diào)試的缺點(diǎn),在建立逆變器輸出級(jí)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,提出了一種基于T-S模糊模型的并網(wǎng)電流調(diào)節(jié)算法,該算法可根據(jù)電路離散模型精確調(diào)整功率開關(guān)管占空比,實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)電流對(duì)參考電流的快速且精確跟蹤。 針對(duì)T-S模糊控制算法無(wú)法處理電路未知或不精確參數(shù)的缺點(diǎn),對(duì)光伏并網(wǎng)逆變器預(yù)測(cè)電流控制算法進(jìn)行了深入研究,進(jìn)一步提出了一種改進(jìn)型預(yù)測(cè)電流控制算法。該算法通過(guò)對(duì)控制目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),減少了預(yù)測(cè)過(guò)程中的假設(shè)近似環(huán)節(jié),從而降低了電感值未知導(dǎo)致的電路模型參數(shù)偏差對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,改善了預(yù)測(cè)算法的可靠性和準(zhǔn)確性,提高了系統(tǒng)穩(wěn)定所允許的模型電感和實(shí)際電感的不匹配程度。 針對(duì)預(yù)測(cè)電流控制算法忽略線阻且未考慮干擾信號(hào)的缺點(diǎn),提出了一種適用于光伏并網(wǎng)逆變器的自適應(yīng)控制算法,該算法基于李雅普諾夫直接法進(jìn)行設(shè)計(jì),在達(dá)到控制目標(biāo)和保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下,實(shí)現(xiàn)了根據(jù)實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)對(duì)電路未知參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié),并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了干擾信號(hào)對(duì)該算法的影響,實(shí)現(xiàn)了干擾信號(hào)的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè),從而極大增強(qiáng)了系統(tǒng)對(duì)噪聲的抑制能力。 從可靠性分析的角度對(duì)電動(dòng)汽車充電站典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,提出了一種多負(fù)載系統(tǒng)可靠度計(jì)算方法,基于該方法計(jì)算出了典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下充電站的可靠度和平均無(wú)故障工作時(shí)間。通過(guò)對(duì)典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的對(duì)比研究,權(quán)衡可靠性和經(jīng)濟(jì)性兩項(xiàng)指標(biāo),提出了冷備用冗余供電方式充電站和分布式充電站,最終將冷備用冗余供電方式引入到分布式充電站中,提出了一種N+1冗余供電的分布式充電站結(jié)構(gòu),通過(guò)對(duì)這三種充電站進(jìn)行可靠性對(duì)比分析,驗(yàn)證了N+1冗余供電的分布式充電站是綜合可靠性和經(jīng)濟(jì)性兩方面優(yōu)勢(shì)的最優(yōu)方案。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 逆變器 控制算法 電動(dòng)汽車充電站 可靠性
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TM464
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 1 緒論13-25
• 1.1 引言13-14
• 1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展概況及研究現(xiàn)狀14-21
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況14-15
• 1.2.2 光伏電池外特性研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.3 光伏逆變器研究現(xiàn)狀18-21
• 1.3 電動(dòng)汽車充電站的發(fā)展概況及研究現(xiàn)狀21-23
• 1.4 論文的主要研究?jī)?nèi)容和篇章結(jié)構(gòu)23-25
• 2 光伏電池輸出特性及最大功率點(diǎn)跟蹤研究25-41
• 2.1 引言25-26
• 2.2 光伏電池板仿真模型的建立26-29
• 2.3 光伏陣列輸出特性研究29-35
• 2.3.1 光照均勻情況下光伏陣列輸出特性分析29-31
• 2.3.2 光照不均勻情況下光伏陣列輸出特性分析31-35
• 2.4 光伏電池板最大功率點(diǎn)跟蹤方法研究35-40
• 2.4.1 基于最優(yōu)梯度法的MPPT原理分析35-37
• 2.4.2 基于近似梯度法的MPPT研究37-38
• 2.4.3 仿真驗(yàn)證38-40
• 2.5 本章小結(jié)40-41
• 3 模糊控制在光伏并網(wǎng)逆變器中的應(yīng)用研究41-55
• 3.1 引言41-42
• 3.2 基于模糊控制的DC/DC變換器分析42-44
• 3.2.1 DC/DC變換器的模糊控制策略分析42-43
• 3.2.2 DC/DC變換器的模糊控制算法設(shè)計(jì)43-44
• 3.3 基于模糊控制的DC/AC逆變器研究44-50
• 3.3.1 DC/AC逆變器數(shù)學(xué)模型的建立44-46
• 3.3.2 DC/AC逆變器模糊控制器的設(shè)計(jì)46-50
• 3.4 仿真驗(yàn)證50-53
• 3.5 本章小結(jié)53-55
• 4 預(yù)測(cè)電流控制在光伏并網(wǎng)逆變器中的應(yīng)用研究55-71
• 4.1 引言55-56
• 4.2 傳統(tǒng)預(yù)測(cè)電流控制算法研究56-62
• 4.2.1 傳統(tǒng)預(yù)測(cè)電流控制算法原理分析57-60
• 4.2.2 傳統(tǒng)預(yù)測(cè)電流控制算法穩(wěn)定性分析60-62
• 4.3 改進(jìn)型預(yù)測(cè)電流控制算法研究62-66
• 4.3.1 改進(jìn)型預(yù)測(cè)電流控制算法原理研究62-63
• 4.3.2 改進(jìn)型預(yù)測(cè)電流控制算法穩(wěn)定性分析63-66
• 4.3.3 改進(jìn)型預(yù)測(cè)電流控制算法穩(wěn)態(tài)誤差分析66
• 4.4 仿真及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證66-69
• 4.5 本章小結(jié)69-71
• 5 自適應(yīng)控制在光伏并網(wǎng)逆變器中的應(yīng)用研究71-85
• 5.1 引言71-72
• 5.2 光伏并網(wǎng)逆變器自適應(yīng)控制算法研究72-75
• 5.2.1 李雅普諾夫直接法72
• 5.2.2 自適應(yīng)控制算法的提出72-75
• 5.3 干擾信號(hào)作用下自適應(yīng)控制算法研究75-78
• 5.3.1 干擾信號(hào)對(duì)自適應(yīng)控制算法影響研究75-77
• 5.3.2 干擾信號(hào)預(yù)測(cè)77-78
• 5.4 仿真及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證78-83
• 5.5 本章小結(jié)83-85
• 6 電動(dòng)汽車充電站可靠性研究85-109
• 6.1 引言85-86
• 6.2 典型供電方式可靠性研究86-94
• 6.2.1 交流供電方式可靠性分析86-90
• 6.2.2 直流供電方式可靠性分析90-94
• 6.3 冷備用冗余供電方式及其可靠性研究94-98
• 6.3.1 冷備用冗余供電方式可靠度分析95-96
• 6.3.2 冷備用冗余供電方式MTTF分析96-98
• 6.4 分布式充電站及其可靠性研究98-101
• 6.4.1 分布式充電站可靠度分析99-101
• 6.4.2 分布式充電站MTTF分析101
• 6.5 N+1冗余供電的分布式充電站及其可靠性研究101-107
• 6.5.1 N+1冗余供電的分布式充電站可靠度分析103-105
• 6.5.2 N+1冗余供電的分布式充電站MTTF分析105-107
• 6.6 本章小結(jié)107-109
• 7 結(jié)束語(yǔ)109-113
• 7.1 全文總結(jié)109-110
• 7.2 作展望110-113
• 參考文獻(xiàn)113-123
• 附錄123-127
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集127

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基于支持向量機(jī)的局部陰影條件下光伏陣列建模    陳阿蓮;馮麗娜;杜春水;張承慧;

以電導(dǎo)增量法實(shí)現(xiàn)MPPT的單級(jí)光伏并網(wǎng)逆變器    葉滿園;官二勇;宋平崗;

一種基于電導(dǎo)增量法的MPPT實(shí)現(xiàn)策略    湯濟(jì)澤;王叢嶺;房學(xué)法;

基于改進(jìn)變步長(zhǎng)電導(dǎo)增量法光伏陣列MPPT研究    郭明明;沈錦飛;

遺傳禁忌混合算法及其在電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用    王賽一,王成山

配電網(wǎng)擴(kuò)展規(guī)劃中分布式電源的選址和定容    王成山;陳愷;謝瑩華;鄭海峰;

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中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究    李曉剛

任意條件下光伏陣列的輸出性能預(yù)測(cè)    翟載騰

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局部陰影條件下基于模糊控制的光伏陣列重構(gòu)系統(tǒng)的研究    龐志超

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獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)及其MPPT的研究    王廈楠

CMOS鎖相環(huán)PLL的設(shè)計(jì)研究    李桂華,孫仲林,吉利久

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我國(guó)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展機(jī)遇與戰(zhàn)略對(duì)策    沈輝;舒碧芬;聞立時(shí);

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西藏安多光伏電站電氣設(shè)備絕緣特性的研究    孫廣生,孔力,李安定

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同步整流Buck變換器斷續(xù)工作模式建模分析    歐陽(yáng)長(zhǎng)蓮,嚴(yán)仰光,章國(guó)寶

一種新的準(zhǔn)固定頻率滯環(huán)PWM電流控制方法    楊旭,王兆安

軟開關(guān)技術(shù)三相PWM逆變器及效率的分析研究    明正峰,倪光正,鐘彥儒

采用電流滯環(huán)調(diào)節(jié)器的電壓矢量控制PWM整流器系統(tǒng)    趙振波,李和明,董淑惠

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四央企下一個(gè)亢奮點(diǎn)    李海翠;

美擬建太陽(yáng)能充電站    朱林;

全球首座太陽(yáng)能插入式充電站在美建成    易索;

國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車充電站建設(shè)情況    

焦莊電動(dòng)車充電站竣工暨沂星電動(dòng)車交車儀式在臨沂市舉行    

標(biāo)準(zhǔn)VS充電站搶灘    

電動(dòng)汽車及其發(fā)展趨勢(shì)分析    劉瀟瀟;漆文輝;黎曦;劉金;王齊;

誰(shuí)的地盤誰(shuí)做主? 電動(dòng)汽車充電站上演跑馬圈地!    張喆;李洪超;

基于MCGS的充電站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)    粱主坤;

電動(dòng)汽車充電站消防設(shè)計(jì)探討    田亮本;蘇明濤;

電動(dòng)汽車充電站建設(shè)    崔靜安;

淺談南昌紫陽(yáng)大道充電站監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用    寇亮;

電動(dòng)汽車及充電站技術(shù)現(xiàn)狀及前景    張華民;

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家庭清潔機(jī)器人自主充電研究    石為人;周偉;王楷;蘇士娟;

微網(wǎng)中并網(wǎng)逆變器的一種改進(jìn)下垂控制策略研究    史玉立;

并網(wǎng)調(diào)節(jié)的不間斷光伏電源    鄭萬(wàn)雷;劉文良;

基于氣象因子的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在光伏發(fā)電預(yù)測(cè)中的應(yīng)用研究    代倩;段善旭;蔡濤;陳昌松;

光伏發(fā)電量與氣象因子的關(guān)系及其預(yù)報(bào)試驗(yàn)簡(jiǎn)報(bào)    何明瓊;陳正洪;成馳;

年內(nèi)建成中型電動(dòng)汽車充電站    記者 鮑丕勇

武漢首座電動(dòng)汽車充電站開建    長(zhǎng)江

電動(dòng)汽車充電站國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)完成制定    記者 徐風(fēng)

“十二五” 江陰將建10座電動(dòng)汽車充電站    羅平方　朱貽軍

不排除與油企合建充電站    郭奕涵

四大能源巨頭 投建充電站    程連紅

北京充電站建設(shè)難題待解    本報(bào)實(shí)習(xí)記者 盧山

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我省首座電動(dòng)汽車充電站在蘭開工    記者 張鶴　實(shí)習(xí)生 張妍娟

我省年內(nèi)將建電動(dòng)汽車充電站    記者 邱麗娜

光伏發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)及電動(dòng)汽車充電站可靠性研究    于蓉蓉

光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)研究    趙杰

光伏發(fā)電高效利用的關(guān)鍵技術(shù)研究    肖華鋒

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大功率光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)研究    馬亮

基于線性二次型最優(yōu)控制的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    李春玲

充放儲(chǔ)一體化電站功率變換系統(tǒng)穩(wěn)定分析與控制    胡國(guó)珍

基于并網(wǎng)逆變器電能質(zhì)量與變換效率的若干關(guān)鍵技術(shù)研究    楊波

基于Z拓?fù)涞墓夥⒕W(wǎng)逆變器研究    程如岐

無(wú)變壓器結(jié)構(gòu)光伏并網(wǎng)逆變器拓?fù)浼翱刂蒲芯?nbsp;   馬琳

基于分布式電源供電系統(tǒng)充電站的研究與設(shè)計(jì)    常波

基于橋檢車的駐車充電站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)    楊光

城市內(nèi)和城市間電動(dòng)汽車充電站的選址布局研究    張國(guó)亮

電動(dòng)汽車充電站規(guī)劃方法及運(yùn)營(yíng)模式研究    何戰(zhàn)勇

純電動(dòng)公交車充電站運(yùn)營(yíng)規(guī)劃及仿真    韓笑

光儲(chǔ)式電動(dòng)汽車充電站入網(wǎng)電能質(zhì)量研究    徐明宇

電動(dòng)汽車充電站對(duì)電網(wǎng)的影響與運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)性研究    王倩

電動(dòng)汽車充電站監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究    趙洪蕊

電動(dòng)汽車充電站功率控制策略研究    胡海彬

基于電動(dòng)汽車充電站的蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用    邵臻哲