復(fù)合儲(chǔ)能型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)變流控制研究

【摘要】：日益增長(zhǎng)的能源需求、日漸萎縮的傳統(tǒng)化石能源以及環(huán)境問(wèn)題成為可再生能源發(fā)展的強(qiáng)大推動(dòng)力,光伏發(fā)電作為可再生能源的主要發(fā)展趨勢(shì)之一,已經(jīng)成為各國(guó)競(jìng)相研究的熱點(diǎn)。本文研究光伏電池模型、最大功率點(diǎn)追蹤技術(shù)、并網(wǎng)逆變控制技術(shù)以及復(fù)合儲(chǔ)能技術(shù)等光伏發(fā)電系統(tǒng)的相關(guān)問(wèn)題。首先,本文建立光伏電池模型,獲得光伏電池在不同光照和溫度下準(zhǔn)確的P-V和P-I特性曲線。分析各種環(huán)境變量對(duì)光伏發(fā)電的影響以及最大功率點(diǎn)追蹤算法,提出一種變步長(zhǎng)PO法。該方法基于P-V特性曲線斜率與最大功率點(diǎn)之間的關(guān)系,曲線斜率越靠近最大功率點(diǎn),其絕對(duì)值越小,在最大功率點(diǎn)處其值為零。把曲線斜率的數(shù)值作為擾動(dòng)電壓大小的數(shù)值,避免了以固定步長(zhǎng)擾動(dòng)時(shí)越過(guò)最大功率點(diǎn)而在其附近振蕩的現(xiàn)象,仿真證明該方法是正確有效的。其次,本文采用全橋逆變器,將逆變器的輸出電流與指令電流比較,偏差值經(jīng)PI調(diào)節(jié)后經(jīng)三角波調(diào)制形成功率開(kāi)關(guān)管的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)。由于該方法的電流跟蹤特性與PI參數(shù)有關(guān),所以本文還進(jìn)行PI參數(shù)整定。仿真證明基于三角波比較方式的電流跟蹤控制方法能夠?qū)崟r(shí)追蹤電網(wǎng)電壓,實(shí)現(xiàn)逆變并網(wǎng)功能。最后,本文分析光伏并網(wǎng)系統(tǒng)輸出功率波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的影響以及儲(chǔ)能系統(tǒng)在系統(tǒng)中的重要作用,并且構(gòu)建一種復(fù)合儲(chǔ)能型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)的儲(chǔ)能設(shè)備由超級(jí)電容器和蓄電池構(gòu)成,經(jīng)Bi-DC/DC變換器并聯(lián)在直流母線上。超級(jí)電容器具有響應(yīng)速度快,功率密度高,充放電次數(shù)高等特點(diǎn),可以彌補(bǔ)蓄電池充放電速度較慢,功率密度不夠高的缺點(diǎn)。根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)的特點(diǎn),提出一種平滑光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)輸出功率波動(dòng)的控制策略,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)并網(wǎng)功率、高低頻波動(dòng)分量的平滑控制。仿真結(jié)果表明該控制策略能夠有效平抑系統(tǒng)輸出功率波動(dòng)、同時(shí)降低并網(wǎng)電流的諧波含量。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電系統(tǒng) 最大功率點(diǎn)追蹤 復(fù)合儲(chǔ)能 功率波動(dòng) 平滑控制
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-27
• 1.1 本課題研究意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-26
• 1.2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)分類10-14
• 1.2.2 光伏并網(wǎng)逆變器及控制策略14-16
• 1.2.3 MPPT技術(shù)16-21
• 1.2.4 儲(chǔ)能技術(shù)21-26
• 1.3 本文主要工作26-27
• 2 光伏電池模型及MPPT技術(shù)27-48
• 2.1 光伏電池模型與工作特性27-38
• 2.1.1 光伏電池等效電路27-28
• 2.1.2 光伏電池?cái)?shù)學(xué)模型28-34
• 2.1.3 光伏電池性能影響因素34-38
• 2.2 光伏電池功率輸出優(yōu)化38-47
• 2.2.1 Boost變換器電路分析38-41
• 2.2.2 Boost電路參數(shù)設(shè)計(jì)41-42
• 2.2.3 基于改進(jìn)擾動(dòng)觀察法的MPPT算法42-45
• 2.2.4 改進(jìn)MPPT算法仿真與分析45-47
• 2.3 本章小結(jié)47-48
• 3 光伏并網(wǎng)逆變控制48-54
• 3.1 逆變器并網(wǎng)控制模式和方法48-51
• 3.1.1 并網(wǎng)工作模式選擇48-49
• 3.1.2 基于三角波比較方式的電流跟蹤控制法49-50
• 3.1.3 PI參數(shù)整定50-51
• 3.2 逆變器并網(wǎng)控制仿真51-53
• 3.3 本章小結(jié)53-54
• 4 光伏并網(wǎng)發(fā)電功率波動(dòng)平滑控制54-67
• 4.1 光伏并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)影響54-55
• 4.2 儲(chǔ)能系統(tǒng)在光伏并網(wǎng)中的作用與介質(zhì)特性55-61
• 4.2.1 VRLA電池模型56-57
• 4.2.2 VRLA電池充放電特性57-59
• 4.2.3 超級(jí)電容器模型59-60
• 4.2.4 超級(jí)電容器充放電特性60-61
• 4.3 復(fù)合儲(chǔ)能型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)及其控制61-64
• 4.3.1 復(fù)合儲(chǔ)能型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)61
• 4.3.2 儲(chǔ)能系統(tǒng)控制61-64
• 4.4 系統(tǒng)仿真及分析64-66
• 4.5 本章小結(jié)66-67
• 5 結(jié)論67-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果71-72
• 致謝72

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