并網(wǎng)光伏系統(tǒng)中混沌現(xiàn)象的研究

【摘要】：能源革命是當(dāng)今世界倍受矚目的議題，隨著前兩次能源革命所帶來的能源消耗日盡以及生態(tài)環(huán)境問題的日漸顯現(xiàn)，可再生資源的開發(fā)和利用關(guān)切于世，當(dāng)此時光伏發(fā)電憑借自身豐富、清潔以及易于獲得的優(yōu)勢被研究者所青睞。并網(wǎng)發(fā)電是光伏系統(tǒng)的主流發(fā)展趨勢，系統(tǒng)的穩(wěn)定性是影響光伏系統(tǒng)并網(wǎng)運行的重要因素，而混沌現(xiàn)象又是影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要非線性現(xiàn)象，并網(wǎng)光伏系統(tǒng)作為一種新型電力系統(tǒng)，其混沌現(xiàn)象值得深入研究。 首先，描述了太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀和主要發(fā)展趨勢以及存在問題，詳盡敘述了并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的一些類型和工作原理。選定兩級式光伏發(fā)電系統(tǒng)作為研究對象，運用微分方程離散化方法建立了直流變換器和逆變器的模型，利用混沌理論對其進行分析，使系統(tǒng)分岔圖分別與系統(tǒng)時域圖和李亞普諾夫指數(shù)進行比較，揭示了其中的混沌現(xiàn)象產(chǎn)生過程。最終得出結(jié)論，在并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的直流變換器和逆變器中有產(chǎn)生混沌現(xiàn)象的條件。 其次，從光伏系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征和單機無窮大系統(tǒng)等效變換兩個角度建立了并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的微分方程模型。利用了混沌理論，按照其分析微分方程的方法，計算出其雅可比矩陣特征值，搜索從分岔到倍周期分岔再到混沌的演化過程中參數(shù)的變化趨勢。得到的結(jié)果是一個模型出現(xiàn)了混沌現(xiàn)象，另一個模型并未出現(xiàn)混沌現(xiàn)象。經(jīng)過分析得出結(jié)論，并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的線性微分方程模型不出現(xiàn)混沌現(xiàn)象，而充分考慮非線性因素的并網(wǎng)光伏系統(tǒng)具備發(fā)生混沌現(xiàn)象的條件。 本文最終的結(jié)論是，在并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的變換器部分和并網(wǎng)結(jié)點處均具備混沌現(xiàn)象產(chǎn)生的條件。 【關(guān)鍵詞】：并網(wǎng)光伏系統(tǒng) 混沌 差分方程 李亞普諾夫指數(shù) 微分方程
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 本課題研究背景與意義9-11
• 1.2 混沌理論在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文的主要工作12-14
• 第二章 混沌理論及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用14-31
• 2.1 混沌理論的相關(guān)概念14-19
• 2.1.1 相關(guān)知識介紹14-15
• 2.1.2 線性化分析與局部穩(wěn)定性[59-61]15-16
• 2.1.3 微分方程中混沌現(xiàn)象的分析16-19
• 2.2 電力系統(tǒng)中的混沌現(xiàn)象19-30
• 2.2.1 直流變換器中的混沌現(xiàn)象19-25
• 2.2.2 單機無窮大電力系統(tǒng)中的混沌現(xiàn)象25-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第三章 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)31-45
• 3.1 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)31-35
• 3.1.1 光伏電源的組成31-32
• 3.1.2 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)中的變換器32-34
• 3.1.3 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的并網(wǎng)部分34-35
• 3.2 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)優(yōu)勢及存在問題35-36
• 3.2.1 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的優(yōu)勢35-36
• 3.2.2 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)中所存在的問題36
• 3.3 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)并網(wǎng)部分的混沌現(xiàn)象36-43
• 3.3.1 單相并網(wǎng)光伏系統(tǒng)整體模型37-39
• 3.3.2 仿真分析39-43
• 3.3.3 系統(tǒng)運動性質(zhì)分析43
• 3.3.4 總結(jié)43
• 3.4 本章小結(jié)43-45
• 第四章 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)變換器中的混沌現(xiàn)象45-66
• 4.1 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)中 boost 變換器中的混沌現(xiàn)象45-59
• 4.1.1 100 kW 光伏陣列的參數(shù)選擇45-46
• 4.1.2 Boost 變換器的設(shè)計46-48
• 4.1.3 Boost 變換器中的混沌現(xiàn)象產(chǎn)生過程48-51
• 4.1.4 仿真及結(jié)果分析51-59
• 4.2 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)單相逆變器中的混沌現(xiàn)象59-65
• 4.2.1 逆變器的建模及控制分析60-61
• 4.2.2 逆變器運行的定點穩(wěn)定性分析61-62
• 4.2.3 逆變器混沌現(xiàn)象發(fā)生過程62-65
• 4.3 本章小結(jié)65-66
• 第五章 總結(jié)66-67
• 參考文獻67-72
• 發(fā)表論文和科研情況說明72-73
• 致謝73-74
• 附錄 1 基于.m 文件的直流變換器分岔點搜索程序74-75
• 附錄 2 基于.m 文件的逆變器分岔點搜索程序75-76
• 附錄 3 基于.m 文件的逆變器分岔點搜索程序76-77
• 附錄 4 離散映射參數(shù)公式77-78

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