超級電容器抑制風(fēng)能隨機(jī)波動的建模和預(yù)測控制方法研究

【摘要】：風(fēng)能等可再生能源的開發(fā)與利用越來越受到各國的重視,如何高效利用可再生能源成為了一個重要課題。鑒于超級電容的諸多優(yōu)點(diǎn),超級電容器儲能系統(tǒng)正被廣泛的應(yīng)用于風(fēng)能等可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中,用以解決可再生能源電能輸出固有的隨機(jī)波動問題。論文主要包含以下幾個部分內(nèi)容： 1.介紹了風(fēng)能等可再生能源的發(fā)展歷史、國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展?jié)摿?；討論了儲能系統(tǒng)的種類及發(fā)展?fàn)顩r,并闡述了目前儲能系統(tǒng)常用的控制策略。 2.介紹了風(fēng)能利用理論,討論了提高系統(tǒng)運(yùn)行效率及最大風(fēng)能捕獲的方法。變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)作為一種新型的發(fā)電技術(shù),是捕獲高質(zhì)量風(fēng)能的有效途徑。本文分析了風(fēng)力機(jī)和雙饋電機(jī)的數(shù)學(xué)理論,討論了雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)(Double-Fed Induction Generator,DFIG)的運(yùn)行原理和等值電路,構(gòu)建了基于DFIG的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)模型。 3.介紹了超級電容儲能系統(tǒng)的工作原理與發(fā)展歷程,分析了其性能優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用場合。給出了超級電容器的等效電路模型,闡述了超級電容器交流并網(wǎng)儲能系統(tǒng)中雙向DC/DC、DC/AC變流器的結(jié)構(gòu)和性能,并搭建了超級電容器交流并網(wǎng)儲能系統(tǒng)。 4.對超級電容器儲能系統(tǒng)中的DC/DC變換器和DC/AC變流器進(jìn)行控制策略實(shí)現(xiàn),主要包括DC/DC變換器的雙閉環(huán)PI控制策略,以及基于切換系統(tǒng)多步預(yù)測控制的三相DC/AC變流器控制策略。由于DC/DC變換器的模型相對簡單,本文采用了傳統(tǒng)的雙閉環(huán)PI控制策略,并進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn)。對于三相DC/AC變流器,通過分析其結(jié)構(gòu)和工作原理可知,其工作狀態(tài)實(shí)際上只在確定的7種狀態(tài)之間切換產(chǎn)生,由此構(gòu)造了三相DC/AC變流器的切換系統(tǒng)模型；并引入了基于切換系統(tǒng)模型的多步預(yù)測控制方法,以進(jìn)行DC/AC變流器的有效控制；為減小計(jì)算量和改善穩(wěn)態(tài)性能,提出了離線計(jì)算與在線校正相結(jié)合的策略。最后,對該控制策略進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn),并與目前應(yīng)用較多的變流器雙閉環(huán)PI控制策略進(jìn)行比較,驗(yàn)證了本方法的有效性。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)能 預(yù)測控制 切換系統(tǒng) DC/AC變流器 超級電容 功率跟蹤
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TM614;TM53
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-19
• 1.1 研究背景及意義12-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 用于抑制風(fēng)能波動的儲能系統(tǒng)分類14-17
• 1.2.2 超級電容器儲能系統(tǒng)現(xiàn)有的控制策略17-18
• 1.3 研究內(nèi)容18
• 1.4 本章小結(jié)18-19
• 第2章 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)模型19-28
• 2.1 風(fēng)力機(jī)數(shù)學(xué)分析20-24
• 2.2 變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)24-27
• 2.2.1 變速恒頻雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)基本原理25-26
• 2.2.2 變速恒頻雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)等值電路26-27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 第3章 超級電容器儲能系統(tǒng)模型28-38
• 3.1 超級電容器特性分析28-34
• 3.1.1 超級電容器工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)28-33
• 3.1.2 超級電容器等效電路模型33-34
• 3.2 DC/DC變換器結(jié)構(gòu)34-36
• 3.3 DC/AC變流器結(jié)構(gòu)36-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第4章 超級電容器儲能系統(tǒng)的控制策略38-54
• 4.1 雙向DC/DC變換器及其控制策略38-43
• 4.1.1 雙向DC/DC變換器工作原理38-40
• 4.1.2 雙向DC/DC變換器控制策略40-43
• 4.2 三相VSC切換系統(tǒng)模型43-48
• 4.2.1 切換系統(tǒng)模型43-45
• 4.2.2 三相VSC基本原理及切換系統(tǒng)模型45-48
• 4.3 三相VSC切換系統(tǒng)預(yù)測控制策略48-53
• 4.3.1 一步預(yù)測控制模型49-51
• 4.3.2 兩步預(yù)測控制模型51-52
• 4.3.3 離線輔助與在線校正52-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第5章 風(fēng)能隨機(jī)波動平抑、仿真實(shí)現(xiàn)與分析54-61
• 5.1 風(fēng)能隨機(jī)波動平抑54
• 5.2 仿真實(shí)現(xiàn)與分析54-60
• 5.2.1 預(yù)測控制策略與傳統(tǒng)控制策略比較56-59
• 5.2.2 基于在線校正的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)59-60
• 5.3 本章小結(jié)60-61
• 第6章 總結(jié)與展望61-63
• 6.1 總結(jié)61-62
• 6.2 展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-68
• 作者簡歷68-69
• 致謝69

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超級電容    昆明 蘭得春

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自主知識產(chǎn)權(quán)超級電容車“武裝”公交線路    本報(bào)實(shí)習(xí)記者 薛飛

碳基超級電容器及其電氣性能研究    李琛

混合型超級電容器的建模與制備研究    宋金巖

石墨烯的制備及在超級電容器中的應(yīng)用    吳洪鵬

基于新型納米結(jié)構(gòu)超級電容器材料的研究    孟繁慧

碳基超級電容器單體性能相關(guān)理論與應(yīng)用技術(shù)研究    孫誼

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碳基復(fù)合材料的設(shè)計(jì)、規(guī)模化制備及其在超級電容器中的應(yīng)用    陳立鋒

高性能混合型超級電容器的研究    曲群婷

基于超級電容器用的四氧化三鈷的形貌可控制備及性能研究    李艷華

超級電容器用新型高比表面積碳材料電化學(xué)性能研究    高宇

碳化鈣骨架碳的制備及其修飾在超級電容器中的應(yīng)用    鄭麗萍

超級電容器電極制備工藝與納米門炭電極材料研究    劉鳳丹

超級電容器用納米二氧化錳的制備及電化學(xué)性能研究    楊艷靜

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