本文選題：光伏陣列 + 混沌　； 參考：《北京交通大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：光伏直流微電網(wǎng)是由光伏電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為準(zhǔn)直流電能,并可對(duì)供電區(qū)域內(nèi)的用戶負(fù)荷直接供電的微電網(wǎng)系統(tǒng)。在光伏直流微電網(wǎng)系統(tǒng)中,存在著復(fù)雜的非線性現(xiàn)象,混沌現(xiàn)象便是其中之一。當(dāng)處于混沌狀態(tài)時(shí),系統(tǒng)將有可能無(wú)法正常運(yùn)行甚至失去控制。目前對(duì)光伏直流微電網(wǎng)中的混沌現(xiàn)象以及對(duì)混沌的控制等方面的研究還處于起步階段。因此,開(kāi)展混沌理論在光伏直流微電網(wǎng)中的應(yīng)用研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義,它將會(huì)對(duì)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)性能的提高具有促進(jìn)作用。以光伏直流微電網(wǎng)中常用的低階DC-DC變換器為研究對(duì)象,推導(dǎo)出電壓模式Buck、電流模式Boost和Buck-Boost變換器在CCM條件下的狀態(tài)方程并建立分段開(kāi)關(guān)模型和離散迭代映射模型,從分岔圖、相圖、龐加萊截面、電感電流和輸出電壓的時(shí)域波形方面分別分析這三種變換器中的混沌現(xiàn)象。提出一種基于Wigner-Ville分布的DC-DC變換器混沌狀態(tài)識(shí)別方法,解決DC-DC變換器是工作在單周期、2倍周期、4倍周期還是混沌狀態(tài)的判斷問(wèn)題。研究了高階DC-DC變換器中四階Superbuck變換器的非線性現(xiàn)象。通過(guò)分析CCM條件下Superbuck變換器的狀態(tài)方程,建立了電流模式Superbuck變換器的分段開(kāi)關(guān)模型和離散迭代映射模型。通過(guò)分析電感電流和輸出電壓的時(shí)域波形、分岔圖、相圖、Wigner-Ville分布以及龐加萊映射截面,得到Superbuck變換器從穩(wěn)定到倍周期分岔直至混沌狀態(tài)的演化過(guò)程。通過(guò)對(duì)DC-DC變換器的穩(wěn)定性分析,推導(dǎo)出了基于參考電流的電流模式Boost、Buck-Boost、Superbuck變換器的穩(wěn)定判據(jù);采用參數(shù)共振微擾法,通過(guò)改變擾動(dòng)信號(hào)參數(shù)的大小實(shí)現(xiàn)了電流模式Boost、Buck-Boost和Superbuck變換器的混沌控制,使變換器從混沌狀態(tài)變換到單倍周期狀態(tài)。應(yīng)用最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù),可以使光伏直流微電網(wǎng)系統(tǒng)輸出更多的能量。為解決混沌搜索方法無(wú)法直接應(yīng)用于光伏電池板的最大功率點(diǎn)跟蹤中,本文采用冪級(jí)數(shù)改進(jìn)Logistic映射產(chǎn)生的混沌變量,提出一種基于變尺度混沌優(yōu)化搜索的光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤方法。通過(guò)仿真和與PO方法對(duì)比表明,本文提出的方法能快速準(zhǔn)確地跟蹤外部環(huán)境變化,避免了陰影條件下陷入局部最優(yōu)的缺陷。
[Abstract]:The photovoltaic DC microgrid is a micro-grid system which converts solar energy into quasi-direct current energy and can directly supply the user load in the power supply area. There are complex nonlinear phenomena in the photovoltaic DC microgrid system, and chaos is one of them. When the system is in a chaotic state, it may not work properly or even lose control. At present, the research on chaos phenomenon and chaos control in photovoltaic DC microgrid is still in its infancy. Therefore, it is of great practical significance to study the application of chaos theory in photovoltaic DC microgrid, which will promote the performance improvement of distributed photovoltaic power generation system. Taking the low-order DC-DC converters commonly used in photovoltaic DC microgrid as the research object, the state equations of voltage-mode, current-mode Boost and Buck-Boost converters under CCM conditions are derived, and the piecewise switching model and discrete iterative mapping model are established. Phase diagram, Poincare cross section, inductance current and output voltage in time domain waveforms are used to analyze the chaotic phenomena in these three converters. A method of chaotic state recognition for DC-DC converters based on Wigner-Ville distribution is proposed to solve the problem of whether the DC-DC converters are working in a single period of 2 times a period of 4 times a period or a chaotic state. The nonlinear phenomena of four order Superbuck converters in high order DC-DC converters are studied. By analyzing the state equations of Superbuck converters under CCM, the piecewise switching model and discrete iterative mapping model of current-mode Superbuck converters are established. By analyzing the time domain waveforms of inductance current and output voltage, bifurcation diagram, phase diagram Wigner-Ville distribution and Poincare mapping cross section, the evolution process of Superbuck converter from stable to periodic bifurcation to chaotic state is obtained. By analyzing the stability of DC-DC converter, the stability criterion of current-mode boost Buck-boost superbuck converter based on reference current is derived, and the parametric resonance perturbation method is used. The chaos control of current-mode boost Buck-Boost and Superbuck converters is realized by changing the parameters of the disturbance signal. The maximum power point tracking technology can make the photovoltaic DC microgrid system output more energy. In order to solve the problem that the chaotic search method can not be directly applied to the maximum power point tracking of photovoltaic panels, the chaotic variables generated by the power series improved Logistic mapping are used in this paper. A maximum power point tracking method for photovoltaic arrays based on variable scale chaotic optimization search is proposed. The simulation and comparison with PO method show that the proposed method can track the changes of external environment quickly and accurately and avoid the defect of falling into local optimum under shadow condition.
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TM727

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1948642