隨著全球能源與環(huán)境形勢的日益嚴(yán)峻,光伏在電力系統(tǒng)中的裝機(jī)容量不斷增加,而基于混合儲能的光儲發(fā)電系統(tǒng)不僅可克服光伏發(fā)電功率波動問題,而且能兼顧儲能裝置能量密度高與功率密度大的優(yōu)勢,因此逐步成為學(xué)術(shù)研究的熱點(diǎn)課題。并網(wǎng)逆變器是光儲發(fā)電系統(tǒng)的核心裝備,其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制算法直接影響到并網(wǎng)電能質(zhì)量。相較于傳統(tǒng)兩電平逆變器,二極管中點(diǎn)箝位型三電平逆變器具有功率器件承壓小,并網(wǎng)電流諧波畸變率和開關(guān)損耗低等優(yōu)點(diǎn),然而,功率開關(guān)器件仍是系統(tǒng)最薄弱的部件,一旦發(fā)生故障會威脅整個系統(tǒng)的安全運(yùn)行。為此,本文以含混合儲能的光儲發(fā)電系統(tǒng)為研究對象,重點(diǎn)研究了正常運(yùn)行及單橋臂故障時容錯逆變器的并網(wǎng)控制,以期實(shí)現(xiàn)故障前逆變器高性能并網(wǎng)運(yùn)行和故障后逆變器穩(wěn)定可靠的容錯并網(wǎng)運(yùn)行。論文具體內(nèi)容如下:(1)研究含有混合儲能的光儲發(fā)電系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu),分析各單元工作特性。建立光儲發(fā)電系統(tǒng)各單元數(shù)學(xué)模型,包括光伏陣列、蓄電池和超級電容,并分析研究各自的輸出特性。研究各部分變流器結(jié)構(gòu)和控制算法,分別討論光伏升壓Boost變換器的工作模式及控制方法,儲能雙向DC/DC變換器模型預(yù)測控制方法。其中,光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤控制選用擾動觀...

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 論文的研究背景及意義
    1.2 光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 并網(wǎng)逆變器容錯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
        1.2.2 正常運(yùn)行模式下并網(wǎng)逆變器的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 容錯運(yùn)行模式下并網(wǎng)逆變器的研究現(xiàn)狀
    1.3 儲能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 混合儲能系統(tǒng)拓?fù)溲芯楷F(xiàn)狀
        1.3.2 光儲發(fā)電系統(tǒng)能量管理研究現(xiàn)狀
    1.4 論文主要研究內(nèi)容
2 光伏-混合儲能聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)
    2.1 光伏-混合儲能發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    2.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)建模與控制
        2.2.1 光伏發(fā)電單元的特性
        2.2.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)控制策略
    2.3 混合儲能系統(tǒng)模型與結(jié)構(gòu)
        2.3.1 蓄電池與超級電容器數(shù)學(xué)模型
        2.3.2 雙向DC/DC變換器數(shù)學(xué)模型及控制策略
        2.3.3 混合儲能系統(tǒng)能量管理
    2.4 Matlab仿真驗(yàn)證
        2.4.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)仿真分析
        2.4.2 混合儲能系統(tǒng)仿真分析
    2.5 小結(jié)
3 常規(guī)NPC三電平光伏并網(wǎng)逆變器模型預(yù)測控制研究
    3.1 二極管中點(diǎn)箝位型逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及運(yùn)行原理
    3.2 二極管中點(diǎn)箝位型逆變器數(shù)學(xué)模型
    3.3 基于快速矢量選擇的NPC三電平逆變器模型預(yù)測控制
        3.3.1 NPC三電平逆變器的傳統(tǒng)模型預(yù)測控制
        3.3.2 NPC三電平逆變器的快速矢量選擇模型預(yù)測控制
        3.3.3 控制器的延時補(bǔ)償
    3.4 兩級式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)仿真分析
        3.4.1 直流側(cè)電容中點(diǎn)電位平衡控制
        3.4.2 快速矢量選擇模型預(yù)測控制效果
    3.5 小結(jié)
4 理想電網(wǎng)情況下光儲發(fā)電系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略
    4.1 容錯型NPC三電平逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及數(shù)學(xué)模型
        4.1.1 NPC三電平容錯逆變器拓?fù)浼斑\(yùn)行模式
        4.1.2 NPC三電平容錯逆變器數(shù)學(xué)模型
    4.2 容錯型NPC三電平逆變器并網(wǎng)控制策略
    4.3 光儲發(fā)電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制
    4.4 三相光儲并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)仿真分析
        4.4.1 理想電網(wǎng)下并網(wǎng)逆變器容錯性驗(yàn)證
        4.4.2 理想電網(wǎng)下協(xié)調(diào)控制策略驗(yàn)證
    4.5 小結(jié)
5 不平衡電網(wǎng)下并網(wǎng)逆變器的故障穿越限流模型預(yù)測控制
    5.1 不平衡電網(wǎng)下容錯型NPC逆變器瞬時功率分析
    5.2 不平衡電網(wǎng)下NPC并網(wǎng)逆變器的控制方案
        5.2.1 不平衡電網(wǎng)下控制目標(biāo)及功率補(bǔ)償量計(jì)算
        5.2.2 不同控制目標(biāo)下參考電流分析
        5.2.3 不平衡電網(wǎng)下并網(wǎng)電流限幅
    5.3 不平衡電網(wǎng)下NPC并網(wǎng)逆變器的模型預(yù)測控制
    5.4 不平衡電網(wǎng)下仿真分析與驗(yàn)證
        5.4.1 不同控制目標(biāo)下限流措施驗(yàn)證
        5.4.2 功率-電流的協(xié)調(diào)控制
    5.5 小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果



本文編號：3842418