【摘要】：隨著社會(huì)發(fā)展的不斷進(jìn)步,在人類工業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中的一些重要場(chǎng)合,需要電力系統(tǒng)提供連續(xù)不間斷的供電,所以單一電源的供電模式已經(jīng)難以滿足人類的生產(chǎn)和生活要求。另外由于人類重發(fā)展不重保護(hù)的生產(chǎn)觀念,煤炭等一些原始化石能源被人類大量浪費(fèi)掉,其數(shù)量已日益稀少,而且自然環(huán)境也遭受到了嚴(yán)重的破壞。這些資源和環(huán)境問(wèn)題促使著人們?nèi)マD(zhuǎn)型新能源,于是清潔無(wú)污染、數(shù)量豐富的可再生能源就受到了極大的關(guān)注。然而由于這些可再生自然資源受天氣、氣候、地理環(huán)境等方面的影響,其隨機(jī)性和間歇性的缺點(diǎn)也嚴(yán)重影響到供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量和安全可靠性。因此人們考慮到可以綜合各種自然資源和分布式能源,通過(guò)協(xié)調(diào)控制它們之間的關(guān)系,來(lái)實(shí)現(xiàn)多種資源的互補(bǔ),保證供電連續(xù)性,同時(shí)提高供電質(zhì)量。所以具有靈活方便、隨時(shí)投入運(yùn)行優(yōu)點(diǎn)的柴油發(fā)電機(jī)以及能夠快速響應(yīng)功率變化的蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)無(wú)疑是最佳選擇。通過(guò)配備適當(dāng)數(shù)量的蓄電池組和柴油發(fā)電機(jī)組,當(dāng)出現(xiàn)自然能源發(fā)電功率不足時(shí),能夠迅速投入系統(tǒng),保證系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行,能夠很好地緩解這種自然資源帶來(lái)的間歇性和隨機(jī)性問(wèn)題。論文介紹了柴油發(fā)電機(jī)的基本組成和各環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型,并在MATLAB/Simulink中完成對(duì)這些模型的搭建,重點(diǎn)分析了一種預(yù)估補(bǔ)償調(diào)速系統(tǒng)—模糊Smith-PID控制算法,并通過(guò)模擬突加、突減負(fù)載的情況,得到了其轉(zhuǎn)速、電壓、電流的輸出波形。結(jié)果表明,該調(diào)速系統(tǒng)能有效提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和抗干擾性。根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載的大小討論分析柴油發(fā)電機(jī)和蓄電池組在系統(tǒng)的不同工作狀態(tài)下各自的運(yùn)行方式。論文首先推導(dǎo)了三相逆變器的數(shù)學(xué)模型,研究以其作為功率控制器的控制算法。然后利用坐標(biāo)變換原理和瞬時(shí)無(wú)功理論,通過(guò)電流的前饋解耦控制,以SVPWM空間矢量法實(shí)現(xiàn)對(duì)有功和無(wú)功功率的獨(dú)立解耦控制。仿真結(jié)果表明控制器可以協(xié)調(diào)控制柴油發(fā)電機(jī)和蓄電池儲(chǔ)能的能量流動(dòng),保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。最后模擬了蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在兩臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)供電運(yùn)行狀態(tài)下的輔助功率調(diào)節(jié),保證在并機(jī)運(yùn)行過(guò)程中系統(tǒng)頻率和電壓的穩(wěn)定。在實(shí)驗(yàn)室中搭建了控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),包括由模擬小功率柴油發(fā)電機(jī)的樣機(jī)結(jié)合蓄電池組和負(fù)載構(gòu)成的系統(tǒng)主電路,還有模擬柴油機(jī)執(zhí)行器、參數(shù)采集檢測(cè)電路、控制電路、動(dòng)作電路以及相關(guān)的保護(hù)電路等,并對(duì)各部分硬件進(jìn)行了調(diào)試,保證其能夠可靠穩(wěn)定運(yùn)行。在程序編譯平臺(tái)上編寫了模擬執(zhí)行器的主程序、系統(tǒng)控制器的主程序、動(dòng)作執(zhí)行程序以及各功能子程序,并進(jìn)行程序調(diào)試,得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。最后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果波形分析,證明了本文所提控制系統(tǒng)的可行性。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM727;TM314;TM912

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2543695