光伏發(fā)電系統(tǒng)中分岔現(xiàn)象的研究及控制

【摘要】：面對(duì)傳統(tǒng)能源的不斷消耗，太陽(yáng)能光伏發(fā)電憑借其清潔無(wú)污染、可再生等優(yōu)勢(shì)迅猛發(fā)展，在新能源發(fā)電中已起主導(dǎo)地位。但是由于太陽(yáng)能能量的分散性、不穩(wěn)定性和不連續(xù)性，使得太陽(yáng)能光伏發(fā)電運(yùn)行的可靠性較低，接入電網(wǎng)時(shí)容易對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，影響電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。因此，十分需要深入而又透徹地對(duì)光伏（Photovoltaic, PV）系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)展開全面研究。本文針對(duì)PV系統(tǒng)中的電力電子器件，對(duì)其中的分岔行為進(jìn)行了相關(guān)的研究分析，具體工作如下： 第一，針對(duì)光伏系統(tǒng)中直流變換器的分岔現(xiàn)象進(jìn)行了研究，介紹了光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成和基本結(jié)構(gòu)、幾種不同的光伏系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及光伏電池發(fā)電的工作原理，并采用通用的光伏電池工程模型對(duì)它的I-U和P-U特性進(jìn)行了仿真模擬；同時(shí)，對(duì)光伏系統(tǒng)中Boost變換器的二階離散模型的建立，采用解析解離散化的方法，分別考慮了參考電流和輸入電壓作為分叉參數(shù)時(shí)變換器的分岔情況；搭建了光伏電池與變換器的仿真模型，探討了光伏電池的溫度對(duì)變換器分岔行為的影響。 其次，針對(duì)光伏系統(tǒng)中逆變器的分岔行為及控制進(jìn)行理論推導(dǎo)和仿真驗(yàn)證，建立了光伏系統(tǒng)中逆變器的離散模型，利用特征乘子計(jì)算求得系統(tǒng)第一次分岔點(diǎn)，從理論上進(jìn)行分岔分析并通過(guò)編程得到分岔圖驗(yàn)證；采用時(shí)滯反饋控制方法對(duì)產(chǎn)生的分岔進(jìn)行了控制，利用系統(tǒng)雅克比矩陣特征根求得受控后系統(tǒng)新的分岔點(diǎn)，同樣通過(guò)編程得到分岔圖驗(yàn)證了理論推導(dǎo)，同時(shí)，搭建光伏逆變器的仿真模型，從仿真波形可以得出結(jié)論，時(shí)滯反饋控制有效地提高了光伏逆變器的穩(wěn)定性。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電系統(tǒng) 穩(wěn)定性 非線性行為 分岔現(xiàn)象 時(shí)滯反饋控制
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 研究背景和選題意義9-12
• 1.1.1 課題背景9-10
• 1.1.2 研究意義10-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和研究進(jìn)展12-14
• 1.2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)中的穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀及進(jìn)展12-13
• 1.2.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)中的穩(wěn)定性控制研究現(xiàn)狀及進(jìn)展13-14
• 1.3 本文主要工作和采用的技術(shù)路線14-15
• 第二章 微分動(dòng)力系統(tǒng)的穩(wěn)定性理論及分岔理論15-29
• 2.1 微分動(dòng)力學(xué)中的基本內(nèi)容15-20
• 2.1.1 平衡點(diǎn)與穩(wěn)定性15-17
• 2.1.2 極限環(huán)與穩(wěn)定性17-20
• 2.1.3 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性20
• 2.2 分岔理論的基本內(nèi)容20-28
• 2.2.1 分岔的定義及分類20-21
• 2.2.2 分岔分析的主要方法21-22
• 2.2.3 分岔控制的主要方法22-28
• 2.3 本章小結(jié)28-29
• 第三章 光伏系統(tǒng)中直流變換器的分岔現(xiàn)象研究29-50
• 3.1 光伏系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)29-34
• 3.1.1 光伏電池29-33
• 3.1.2 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)33-34
• 3.2 光伏系統(tǒng)中 Boost 變換器的分岔現(xiàn)象研究34-39
• 3.2.1 Boost 變換器的工作原理34-37
• 3.2.2 Boost 變換器的離散模型37-39
• 3.3 仿真分析39-49
• 3.3.1 以參考電流 Iref為參數(shù)39-41
• 3.3.2 以輸入電壓 E 為參數(shù)41-45
• 3.3.3 以光伏電池為輸入的變換器分岔仿真45-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第四章 光伏系統(tǒng)中逆變器的分岔現(xiàn)象研究及控制50-59
• 4.1 光伏系統(tǒng)中逆變器的分岔現(xiàn)象研究50-54
• 4.1.1 逆變器的離散模型50-51
• 4.1.2 逆變器的分岔分析51-52
• 4.1.3 仿真分析52-54
• 4.2 光伏系統(tǒng)中逆變器的分岔控制54-58
• 4.2.1 逆變器的 TDFC 控制54-55
• 4.2.2 仿真分析55-58
• 4.3 本章小結(jié)58-59
• 第五章 結(jié)論與展望59-60
• 參考文獻(xiàn)60-65
• 發(fā)表論文和科研情況說(shuō)明65-66
• 致謝66-67

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