光伏微電網(wǎng)綜合控制策略的研究

【摘要】：隨著全球人口的增長和非可再生能源日益減少，目前世界上在能源供給方面有兩個突出的問題：一個是對地廣人稀的能源輸送問題；一個是對可再生能源的利用問題。隨著這些問題的日益凸顯，光伏微電網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)就很好的同時解決了這兩個問題。太陽能作為一種取之不盡用之不竭且無污染的清潔能源，無可厚非的作為煤炭和石油的最佳替代能源；微電網(wǎng)技術(shù)對于地廣人稀或者海島上的電力供給，也大大降低了供電成本和電站的建設(shè)維護難度。 現(xiàn)在各國都加大了對這一領(lǐng)域的研究，但是由于光伏微電網(wǎng)系統(tǒng)較為復雜，且環(huán)境條件多變，實驗室的建立有一定的難度。所以目前多是通過計算機建立動態(tài)仿真模型，通過仿真結(jié)果進行可行性和穩(wěn)定性的分析和證明。 本課題通過建立微網(wǎng)運行控制仿真平臺，在Matlab／Simulink仿真環(huán)境下建立了光伏電池模型、光伏微電網(wǎng)控制策略、分布式微網(wǎng)控制策略以及微電網(wǎng)綜合控制策略的模型。在分析原理地基礎(chǔ)上給出了參數(shù)和模型結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，通過仿真結(jié)果驗證了模型的正確性和有效性。仿真結(jié)果表明了所建立的模型可以用于接入微網(wǎng)運行控制問題和分布式電源并網(wǎng)的仿真研究，以及具有一定的通用性和拓展性。 首先，介紹了微電網(wǎng)的發(fā)展歷程以及國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，并且根據(jù)光伏發(fā)電原理建立了標準光伏電池仿真的模型，并研究了控制光伏電池最大功率輸出的最大功率點跟蹤（MPPT）算法。 其次，在微電網(wǎng)中為了使光伏并網(wǎng)逆變器能夠?qū)崟r的跟蹤大電網(wǎng)的電壓，設(shè)計了一種新型光伏并網(wǎng)逆變器同步控制策略，即規(guī)避了無差拍控制魯棒性差和重復控制動態(tài)響應慢的缺點，又繼承了兩者的優(yōu)勢，設(shè)計了一種新型的復合同步控制策略，使得該方法即提高了系統(tǒng)的響應速度又完善了輸出波形，并且可以有效抑制非線性干擾信號的擾動。 分析了分布式電源微電網(wǎng)的PQ控制、PV控制策略的原理和方法，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一種新型的PQ—PV復合控制，并通過這三種策略的原理給出了控制結(jié)構(gòu)，建立仿真模型，并且根據(jù)仿真模型的參數(shù)進行了方法的設(shè)計。 最后，整合上述模型的設(shè)計，設(shè)計了微電網(wǎng)系統(tǒng)主從控制方法和對等控制方法，建立了有效的孤島運行和同步并網(wǎng)的機制，并通過仿真結(jié)果證明模型的可行性和有效性。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 微電網(wǎng) MPPT 復合同步控制 PQ控制 PV控制
【學位授予單位】：河南師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 太陽能發(fā)電概述10-11
• 1.2 微電網(wǎng)概述11-13
• 1.2.1 分布式發(fā)電11
• 1.2.2 微電網(wǎng)概念11-12
• 1.2.3 微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)及特點12-13
• 1.3 微電網(wǎng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 論文的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排15-18
• 第二章 光伏微網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的控制策略18-30
• 2.1 光伏電池數(shù)學模型18-19
• 2.2 最大功率跟蹤控制策略19-22
• 2.2.1 最大功率跟蹤的數(shù)學模型20-21
• 2.2.2 不同光照強度下太陽能電池板的特性曲線21-22
• 2.2.3 結(jié)論22
• 2.3 新型復合同步控制策略22-28
• 2.3.1 無差拍同步控制策略22-24
• 2.3.2 基于重復理論的同步控制24-25
• 2.3.3 新型復合同步控制策略設(shè)計25-26
• 2.3.4 新型復合控制策略的仿真和驗證26-28
• 2.3.5 結(jié)論28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 第三章 分布式電源微網(wǎng)的控制策略30-48
• 3.1 PQ 控制法30-37
• 3.1.1 PQ 控制策略和模型30-34
• 3.1.2 PQ 控制策略仿真驗證34-37
• 3.2 PV 控制法37-42
• 3.2.1 PV 控制策略和模型37-39
• 3.2.2 PV 控制策略仿真驗證39-42
• 3.3 PQ-PV 復合控制法42-47
• 3.3.1 PQ-PV 復合控制策略42-43
• 3.3.2 PQ-PV 復合控制策略仿真驗證43-47
• 3.4 小結(jié)47-48
• 第四章 微電網(wǎng)系統(tǒng)綜合控制策略的研究48-68
• 4.1 主從控制法48-57
• 4.1.1 主從控制法分析48-50
• 4.1.2 主從控制法的仿真驗證50-57
• 4.1.3 結(jié)論57
• 4.2 對等控制法57-67
• 4.2.1 對等控制法分析57-60
• 4.2.2 對等控制法仿真驗證60-67
• 4.2.3 小結(jié)67
• 4.3 本章小結(jié)67-68
• 第五章 總結(jié)與展望68-70
• 5.1 總結(jié)68-69
• 5.2 展望69-70
• 參考文獻70-74
• 致謝74-76
• 攻讀碩士學位期間的研究成果76-77

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