分布式風(fēng)能—太陽能互補發(fā)電直流微網(wǎng)供電下逆變電源研究

【摘要】：新能源開發(fā)和利用是人類生存和社會發(fā)展進(jìn)步的重要環(huán)節(jié)。近年來能源危機頻發(fā)，環(huán)境問題日益突出，更凸顯了新能源開發(fā)的急迫性和重要性。風(fēng)能、太陽能均是可再生環(huán)保型能源，且在時間、空間上有較好的互補性，開發(fā)風(fēng)光互補復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)將可最大限度地利用風(fēng)能和太陽能，是新能源開發(fā)利用的有效途徑。同時，超大規(guī)模電力系統(tǒng)的弊端和局限性日益凸現(xiàn)，電網(wǎng)的脆弱性已充分地暴露出來，因此以可再生能源為主的分布式發(fā)電技術(shù)得到了快速發(fā)展。微網(wǎng)中的各種可再生能源發(fā)電以及用戶的新型負(fù)荷需要通過電力電子接口進(jìn)行變換，采用直流形式將省去電能變換中間環(huán)節(jié)，可提高設(shè)備利用效率，且通過直流系統(tǒng)使微網(wǎng)與交流配電系統(tǒng)之間的耦合程度降低，減小了交流故障對微網(wǎng)的影響。因此，采用直流形式微網(wǎng)可避免交流配電網(wǎng)短路容量過大和負(fù)荷穩(wěn)定等問題，提高電能質(zhì)量，同時使配電網(wǎng)運行更加經(jīng)濟、靈活和可靠。 本文以直流微網(wǎng)的穩(wěn)定運行為出發(fā)點，對直流微電網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，對基于輔助支撐電容結(jié)構(gòu)的直流斬波電路設(shè)計和恒壓控制進(jìn)行了研究。建立了風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電等分布式發(fā)電的模型，并分析了儲能元件(蓄電池和超級電容器)在孤島模式下的控制方法和運行特性，介紹了直流微網(wǎng)內(nèi)的能量管理方法，并繪制了直流微電網(wǎng)各組成部分的控制模塊方框圖，最后提出了一種新的基于多代理的直流微電網(wǎng)控制方法，此項研究在直流微網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域具有較強的前瞻性，對今后的探索具有一定的指導(dǎo)性。最后對風(fēng)光互補控制逆變器進(jìn)行了實驗調(diào)試，實驗結(jié)果表明本文研究開發(fā)的風(fēng)光互補逆變器能夠?qū)崿F(xiàn)直流微網(wǎng)穩(wěn)定運行。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電 光伏太陽能發(fā)電 換流器 分布式發(fā)電模式 直流微網(wǎng) 穩(wěn)定運行 逆變器
【學(xué)位授予單位】：河北科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 背景10
• 1.2 風(fēng)光互補發(fā)電的提出及研究應(yīng)用現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 風(fēng)能及太陽能特點10-11
• 1.2.2 研究應(yīng)用現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 風(fēng)光互補系統(tǒng)12
• 1.3 分布式發(fā)電與微網(wǎng)技術(shù)12-16
• 1.3.1 分布式發(fā)電12-14
• 1.3.2 微網(wǎng)14-16
• 1.4 本論文研究的主要內(nèi)容16
• 1.5 論文內(nèi)容安排16-18
• 第2章 換流器及斬波電路的設(shè)計與控制18-33
• 2.1 直流微網(wǎng)的構(gòu)成18
• 2.2 換流器結(jié)構(gòu)18-22
• 2.2.1 不可控?fù)Q流器18-19
• 2.2.2 相控?fù)Q流器19
• 2.2.3 PWM 換流器19-22
• 2.3 換流器設(shè)計22-24
• 2.3.1 換流器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)22-23
• 2.3.2 換流器直流電壓控制23-24
• 2.4 直流斬波電路的設(shè)計及控制24-32
• 2.4.1 級聯(lián)和并聯(lián)的設(shè)計方案24-25
• 2.4.2 直流斬波器設(shè)計25-26
• 2.4.3 直流斬波電路的電壓復(fù)合恒壓控制26-29
• 2.4.4 級聯(lián)恒壓控制的實現(xiàn)29-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第3章 直流微網(wǎng)中微源建模及系統(tǒng)控制研究33-50
• 3.1 直流微網(wǎng)的特點33-34
• 3.2 分布式發(fā)電模型34-38
• 3.2.1 風(fēng)力發(fā)電模型34-37
• 3.2.2 光伏發(fā)電模型37-38
• 3.3 儲能裝置38-42
• 3.3.1 蓄電池儲能38
• 3.3.2 超級電容儲能38-39
• 3.3.3 飛輪儲能39-40
• 3.3.4 超導(dǎo)儲能40
• 3.3.5 儲能裝置模型40-42
• 3.4 直流微網(wǎng)內(nèi)的控制42-47
• 3.4.1 功率流向42-43
• 3.4.2 能量管理方法43
• 3.4.3 儲能元件的控制和運行分析43-44
• 3.4.4 直流微網(wǎng)控制44-47
• 3.5 直流微網(wǎng)仿真47-49
• 3.6 本章小結(jié)49-50
• 第4章 逆變電源研制50-58
• 4.1 逆變電源的工作原理50-52
• 4.1.1 逆變主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)51
• 4.1.2 逆變器的控制51-52
• 4.2 逆變器硬件電路的設(shè)計52-57
• 4.2.1 逆變主電路的設(shè)計52-53
• 4.2.2 逆變器控制電路的設(shè)計53-55
• 4.2.3 驅(qū)動電路的設(shè)計55-56
• 4.2.4 保護(hù)電路的設(shè)計56-57
• 4.3 本章小結(jié)57-58
• 第5章 樣機實驗分析58-63
• 5.1 樣機介紹58-61
• 5.1.1 概述58-59
• 5.1.2 設(shè)計特點59
• 5.1.3 樣機功能59-60
• 5.1.4 技術(shù)指標(biāo)60-61
• 5.2 實驗結(jié)果分析61-62
• 5.3 本章小結(jié)62-63
• 結(jié)論63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文68-69
• 致謝69

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