本文選題：風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)　切入點：Boost電路　出處：《蘭州理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：由于風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)會受到海拔、風(fēng)速、空氣濕度、光照強(qiáng)度等自然條件的制約和影響,所以系統(tǒng)的輸出功率會不穩(wěn)定。當(dāng)自然條件變化時,風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率也會隨之變化。本文根據(jù)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的輸出特性,研究了基于幾何平均數(shù)的同時跟蹤控制策略和基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測值的分時跟蹤控制策略。這兩種控制策略都可以實現(xiàn)用一個DC-DC電路跟蹤控制風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率,較傳統(tǒng)的獨立控制策略,可以省去若干變流器。簡化結(jié)構(gòu),降低成本。首先,介紹了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)及DC-DC電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和各個系統(tǒng)的主要組成單元。搭建了上述各系統(tǒng)的仿真模型并分析了各系統(tǒng)的輸出特性。給出了逆變器在風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)中需要達(dá)到的基本要求和主要參數(shù)。然后,采用模糊控制法跟蹤控制風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率。通過采集相鄰時刻風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率及占空比變化,計算出下一時刻的電壓占空比。再利用幾何平均數(shù)求出兩個占空比的平均值,用此平均數(shù)調(diào)整風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的輸出電壓,從而保證風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)工作在最大功率點。該控制策略在單個發(fā)電系統(tǒng)輸出功率發(fā)生變化時的控制效果并不理想,功率損失較大;但在風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率同時變化時,該策略所造成的功率損失較小。接著,通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對風(fēng)速和光照強(qiáng)度的變化進(jìn)行預(yù)測。以預(yù)測值為依據(jù),對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行分時跟蹤。通過分析風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)的仿真結(jié)果,給出了風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)切換跟蹤目標(biāo)的最小判定值。從而降低了系統(tǒng)切換跟蹤目標(biāo)的頻率,減少了功率損失,保證系統(tǒng)的穩(wěn)定輸出。該控制策略在只有單個發(fā)電系統(tǒng)輸出功率發(fā)生變化時的控制效果較好;而在風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率同時變化時,分時跟蹤控制策略所造成的功率損失較大。通過對比上述兩種方法的優(yōu)缺點,給出了一種將上述兩種策略相結(jié)合的控制方法,該方法可以在不同的天氣條件下改變控制策略或切換跟蹤對象。有效地提高了發(fā)電效率,降低功率損耗。最后,建立了風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的Matlab/Simulink仿真模型。通過對仿真結(jié)果的分析可知,在風(fēng)速和光照強(qiáng)度的正常變化范圍內(nèi),所設(shè)計的控制策略可以使風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)快速作出相應(yīng),切換跟蹤目標(biāo),實現(xiàn)了對風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)的功率跟蹤控制,從而保證風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)工作在最大功率點。
[Abstract]:The output power of the system will be unstable because of the influence of natural conditions such as altitude, wind speed, air humidity, intensity of illumination and so on. When the natural conditions change, the output power of the system will be unstable. The output power of the wind-wind complementary power generation system will also change with it. In this paper, according to the output characteristics of the wind-wind complementary power generation system, The simultaneous tracking control strategy based on geometric mean and the time-sharing tracking control strategy based on BP neural network prediction value are studied. Both of these two control strategies can track and control the output power of wind and photovoltaic systems with a single DC-DC circuit. Compared with the traditional independent control strategy, some converters can be saved. The structure is simplified and the cost is reduced. Firstly, the wind power system and photovoltaic system are introduced. The topology structure and the main components of each system of wind and wind complementary generation system and DC-DC circuit are established. The simulation model of each system is built and the output characteristics of each system are analyzed. The inverter in the wind and wind complementary generation system is given. Basic requirements and main parameters to be met in the system. Then, The fuzzy control method is used to track and control the output power of the wind and photovoltaic power generation system, and the output power and duty cycle of the wind power and photovoltaic power generation system are collected at adjacent times. Calculate the duty cycle of the next moment. Then calculate the average value of the two duty cycles by using the geometric average, and then adjust the output voltage of the solar complementary generation system with this average. The control effect of the control strategy is not ideal when the output power of a single generation system changes, and the power loss is large. However, when the output power of wind power and photovoltaic system changes simultaneously, the power loss caused by this strategy is relatively small. Then, the variation of wind speed and light intensity is predicted by BP neural network. The time-sharing tracking of wind power system and photovoltaic system is carried out, and the simulation results of wind power system and photovoltaic system are analyzed. In this paper, the minimum decision value of the switching and tracking target in the solar complementary generation system is given, which reduces the frequency of the system switching and tracking target, and reduces the power loss. The control strategy is effective when only the output power of a single generation system changes, but when the output power of wind power and photovoltaic system changes simultaneously, The power loss caused by time-sharing tracking control strategy is great. By comparing the advantages and disadvantages of the two methods, a control method combining the two strategies is presented. This method can change the control strategy or switch the tracking object under different weather conditions. It can effectively improve the generation efficiency and reduce the power loss. Finally, The Matlab/Simulink simulation model of wind-wind complementary power generation system is established. Through the analysis of the simulation results, it can be seen that in the normal range of wind speed and light intensity, the designed control strategy can make the wind-wind complementary power generation system make corresponding quickly. The power tracking control of wind and photovoltaic power generation system is realized by switching the tracking target, thus ensuring that the wind-to-wind complementary power generation system works at the maximum power point.
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM61

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本文編號：1573239