本文選題：分布式電源 + 光伏電池　； 參考：《鄭州大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：電力系統(tǒng)仿真計(jì)算是分析電力系統(tǒng)行為的基本依據(jù)和主要方法,而電力負(fù)荷的數(shù)學(xué)模型是搭建仿真的基礎(chǔ)。隨著分布式電源在電力系統(tǒng)配電網(wǎng)中的不斷滲入,其對(duì)電力系統(tǒng)的影響也越來(lái)越嚴(yán)重,使得傳統(tǒng)配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜,也給配電網(wǎng)綜合負(fù)荷建模提出新的問(wèn)題以及挑戰(zhàn)。分布式發(fā)電因能量來(lái)源的不同包含光伏、風(fēng)力、燃料電池發(fā)電等多種類型,將其大量接入配電網(wǎng)時(shí),因不同類型分布式電源發(fā)電機(jī)理和特性的不同,對(duì)負(fù)荷模型的影響也各有差異。其中,光伏發(fā)電能源來(lái)自太陽(yáng)光,是目前最具潛力的可再生能源產(chǎn)業(yè)之一,本文在分析電力系統(tǒng)傳統(tǒng)負(fù)荷模型的基礎(chǔ)上,描述光伏電池發(fā)電原理,構(gòu)建光伏電池?cái)?shù)學(xué)模型。其輸出特性表明在外部環(huán)境條件一定時(shí),光伏電池輸出功率有一個(gè)唯一的最大值,為了使光伏電池的輸出功率達(dá)到最大化并保持,就需要對(duì)其最大功率點(diǎn)進(jìn)行跟蹤。本文通過(guò)分析光伏電池輸出功率和PWM控制中占空比之間的關(guān)系,提出一種基于PWM控制的牛頓插值最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)算法,明確輸出功率的變化是基于占空比的改變而產(chǎn)生的,用占空比擾動(dòng)替換傳統(tǒng)的電壓擾動(dòng),以達(dá)到跟蹤最大功率點(diǎn)的目標(biāo)。通過(guò)在MATLAB/Simulink中的仿真驗(yàn)證,并與傳統(tǒng)擾動(dòng)觀測(cè)法仿真結(jié)果對(duì)比,證明改進(jìn)算法可以最大限度地避免傳統(tǒng)MPPT算法因在最大功率點(diǎn)周圍振蕩而產(chǎn)生能量損耗的問(wèn)題,且能夠快速地實(shí)現(xiàn)跟蹤目標(biāo),可作為光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的MPPT控制模塊。為研究含光伏電源的配電網(wǎng)廣義綜合負(fù)荷模型,本文在光伏電池模型結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上搭建其并網(wǎng)仿真模型,并將其接入四節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)系統(tǒng)。因該系統(tǒng)的綜合負(fù)荷包含感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、光伏電源和靜態(tài)負(fù)荷三種類型,其機(jī)理過(guò)程各不相同,故選擇二階差分方程的非機(jī)理模型結(jié)構(gòu)作為綜合負(fù)荷的初始模型結(jié)構(gòu),并分別用最小二乘法和粒子群算法辨識(shí)模型參數(shù),且后者的辨識(shí)結(jié)果優(yōu)于前者。將其結(jié)果與MATLAB系統(tǒng)辨識(shí)工具箱的辨識(shí)結(jié)果相比,雖然擬合誤差略高,但也能夠有效地描述含光伏電源的配電網(wǎng)綜合負(fù)荷,且其模型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于表達(dá)與辨識(shí),更適用于系統(tǒng)仿真分析。
[Abstract]:Power system simulation is the basis for the analysis of power system behavior and main method, and the mathematical model of power load is established. The simulation with the penetration of distributed power in the power system in the distribution network, and its impact on power system is more and more serious, which makes the structure of the traditional distribution network is more complex, also put forward a new the problems and challenges to the distribution network comprehensive load modeling. Because of the different distributed generation energy sources include photovoltaic, wind power generation, fuel cell and other types, the large number of access to distribution network, because of the different type of distributed power generation mechanism and the different characteristics had different influence on the different load model. Among them, PV energy from the sun, is currently the most potential renewable energy industries, based on the analysis of the traditional load model of power system, the photovoltaic cell The generation principle, construct the mathematic model of photovoltaic cell. Its output characteristics show that in certain external environment condition, the output power of photovoltaic cells has a maximum value only, in order to make the output power of the photovoltaic cells to maximize and maintain, you need to track the maximum power point. Through the analysis of the relationship between accounting duty ratio. The output power of photovoltaic cells and PWM control, proposed a Newton interpolation of maximum power point tracking based on PWM control (MPPT) algorithm, a clear change of output power is generated based on the change of the duty cycle, with duty cycle perturbation to replace the traditional voltage disturbance, in order to achieve the maximum power point tracking by target. The simulation in MATLAB/Simulink, and the disturbance observation method and traditional simulation results, proves that the improved algorithm can avoid the maximum of traditional MPPT algorithm for maximum power point around oscillation The energy loss problem, and can quickly achieve the target tracking, can be used as the grid connected photovoltaic system MPPT control module for distribution network generalized composite load model of photovoltaic power, based on the structural basis of photovoltaic cell model and built the simulation model of grid connection, and access to the four node distribution network system. Because of the comprehensive load the system includes induction motor, photovoltaic power and static load of three types, the mechanism of the process is different, so the choice of non mechanism model structure two order differential equation as the initial structure of the comprehensive load model, and respectively using the least squares method and particle swarm algorithm to identify the model parameters, and the identification results are better than the former. The results of identification and system identification toolbox in MATLAB and compared with the results, although the fitting error is slightly higher in the distribution network but also can effectively describe with photovoltaic power and load, And its model structure is simple and easy to express and identify, and it is more suitable for system simulation analysis.

【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM615;TM743

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本文編號(hào)：1752660