在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中,光伏電池的出力、系統(tǒng)內(nèi)負載以及公共電網(wǎng)的調(diào)度需求均具有一定的隨機性,對并網(wǎng)電能質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定性造成較大影響。解決這一問題的關鍵是較好地實現(xiàn)光伏出力、負載和公共電網(wǎng)之間的功率平衡。大量研究表明,在光伏發(fā)電系統(tǒng)中加入儲能單元能有效平衡系統(tǒng)內(nèi)的功率供需關系。由超級電容和蓄電池組成的混合儲能單元綜合了超級電容功率密度高、蓄電池的能量密度高的優(yōu)勢,非常適合用于光伏發(fā)電系統(tǒng)。本文以含有超級電容和蓄電池混合儲能的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)為研究對象,對光伏發(fā)電單元控制策略、混合儲能單元控制策略以及系統(tǒng)能量管理策略進行了研究。首先,分析了光伏發(fā)電單元在輸出接直流母線情況下的最大功率點跟蹤（MPPT）的原理,針對常規(guī)擾動觀察法在跟蹤到最大功率點后存在功率震蕩的問題,設計了一種基于滯環(huán)比較的擾動觀察法,緩解了擾動觀察法在最大功率點的功率震蕩。仿真驗證了該控制策略的有效性。其次,針對并聯(lián)型混合儲能分頻控制策略的弊端,基于級聯(lián)型混合儲能單元拓撲,提出了一種用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的超級電容與蓄電池混合儲能系統(tǒng)控制策略。利用該控制策略,當直流母線功率發(fā)生擾動時,首先超級電容利用高功率密度優(yōu)勢快速平抑直流母線... 

【文章來源】：青島科技大學山東省

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

同一溫度不同光照強度下光伏電池單元輸出特性曲線

青島科技大學研究生學位論文13和P-V輸出特性曲線如圖2-5所示。從圖2-5可以看出，當光照強度為1000W/m2時，隨著溫度的增長，Isc變大，而Voc、Pm、Im和Vm均變校（a）I-V特性曲線（b）P-V特性曲線圖2-5同一光照強度不同溫度時的光伏電池單元輸出特性曲線Figure2-5Theoutputcharacteristiccurveofphotovoltaiccellsatdifferenttemperaturesunderthesameilluminationintensity由圖2-4和2-5中的光伏電池單元輸出I-V特性曲線可以看出，光伏電池既非恒壓源，也不是恒流源，無法為固定負載提供任意功率，它是一種非線性的直流電源。光伏電池的輸出電流在輸出電壓較低時電流大小幾乎恒定值為短路電流，當光伏電池的輸出電壓接近開路電壓時電流急劇下降。由圖2-4和2-5中的光伏電池單元輸出P-V特性曲線可以看出，在每一種環(huán)境條件下最大功率點對應的電壓是唯一的，在最大功率點兩側(cè)的功率都比最大功率點處的功率低。2.2最大功率跟蹤控制算法設計2.2.1最大功率跟蹤控制原理為了使光伏電池得到最大程度地利用，應使光伏電池在不同工作環(huán)境下均可以按最大功率點進行輸出。因此，Boost變換器需要采用MPPT控制，使光伏電池工作在最大功率點處，且當環(huán)境因素發(fā)生變化時可以實時追蹤到新的最大功率點。從圖2-4、2-5中可以看出，在環(huán)境光照強度和溫度一定的條件下光伏電池單元有且只有一個最大功率點，且在任意光照和溫度條件下最大功率點對應的電壓值是唯一的，最大功率點的電壓對應一個固定輸出功率，因此只要改變光伏電池單元輸出端的電壓值就能找到最大功率點。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，可通過一個直流變換器來改變光伏電池單元與直流母線之間的電壓增益，如圖2-6所示[55-57]。

圖 2-11 MPPT 算法模塊 Figure 2-11 MPPT algorithm module (1) 擾動觀察法 MPPT 仿真分析 在溫度為 25℃光照強度為 1000W/m2條件下，對 Boost 變換器采用擾動觀察法 MPPT 控制，得到的仿真波形如圖 2-12 所示，其中圖(a)為光伏電池單元輸出電流波形，(b)為光伏電池單元端電壓波形，(c)為光伏電池單元輸出功率。從圖中可以看出，在大約 4s 時，Boost 變換器追蹤到光伏電池的最大功率點，端電壓為200V，輸出功率約為 500W。另外，在跟蹤到最大功率點之后，光伏電池端電壓與輸出功率波形均存在明顯的波動。

【參考文獻】：
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本文編號：2975640