本文關(guān)鍵詞：雙模式光儲(chǔ)互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展傳統(tǒng)能源日漸枯竭,以太陽(yáng)能為代表的清潔能源越來(lái)越受到人們的重視,各國(guó)相繼大力發(fā)展光伏發(fā)電技術(shù)。本文設(shè)計(jì)了一種雙模式光儲(chǔ)互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng),該系統(tǒng)既可并網(wǎng)運(yùn)行也可離網(wǎng)運(yùn)行,重點(diǎn)研究了其能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案和對(duì)應(yīng)的控制技術(shù),并進(jìn)行了相關(guān)仿真研究和實(shí)物測(cè)試。根據(jù)光伏電池的數(shù)學(xué)模型研究了其輸出特性曲線,針對(duì)傳統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤(Maximum Power Point Track, MPPT)算法的不足,提出了一種新的MPPT算法即改進(jìn)擾動(dòng)觀察法,該方法具有速度快、精度高的特點(diǎn),同時(shí)避免了振蕩的發(fā)生。針對(duì)離網(wǎng)小負(fù)載時(shí)儲(chǔ)能電池滿充的情況設(shè)計(jì)了光伏限功率模式,并實(shí)現(xiàn)了光伏MPPT和限功率模式的相互切換,使得光伏可以在多種工況下連續(xù)運(yùn)行。設(shè)計(jì)了光伏DC/DC變換器,并根據(jù)其工作方式制定了占空比前饋的雙環(huán)控制策略,使用該策略的光伏DC/DC變換器具有動(dòng)態(tài)性能好、調(diào)節(jié)精度高的特點(diǎn)。根據(jù)儲(chǔ)能電池的特性制定了電池成組方式,設(shè)計(jì)了儲(chǔ)能DC/DC變換器雙向Buck-Boost的電路結(jié)構(gòu)。針對(duì)電流環(huán)和電壓電流雙環(huán)的控制方法,對(duì)比分析了單極性PWM和雙極性PWM的控制效果,制定了雙極性PWM的單雙環(huán)控制策略,該方法電流換向穩(wěn)定、超調(diào)量小根據(jù)雙模式逆變器的工作原理,建立了并、離網(wǎng)數(shù)學(xué)模型,并網(wǎng)模式采用電壓定向控制,離網(wǎng)模式采用V/f控制。針對(duì)并網(wǎng)模式可能出現(xiàn)的孤島問(wèn)題,提出了基于d-q鎖相環(huán)的主動(dòng)角頻率擾動(dòng)法進(jìn)行孤島檢測(cè),該方法簡(jiǎn)便可靠,對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性影響小。針對(duì)雙模式逆變器使用的LCL濾波電路諧振問(wèn)題,采取了有源阻尼控制,該方法能有效抑制諧振電流且操作簡(jiǎn)便。設(shè)計(jì)了雙模式光儲(chǔ)互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)控制策略,搭建了雙模式光儲(chǔ)互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行了針對(duì)性的測(cè)試實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)和控制技術(shù)的可行性和實(shí)用性。
【關(guān)鍵詞】：光儲(chǔ)互補(bǔ) MPPT DC/DC變換器 雙模式逆變器 孤島檢測(cè)
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM615;TM46
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 引言12-22
• 1.1 課題研究的背景及意義12-16
• 1.1.1 光伏發(fā)電的背景及發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.1.2 光伏發(fā)電面臨的問(wèn)題14-15
• 1.1.3 課題研究的意義15-16
• 1.2 光儲(chǔ)互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀16-20
• 1.2.1 光儲(chǔ)互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成16-17
• 1.2.2 MPPT研究現(xiàn)狀17-20
• 1.2.3 儲(chǔ)能裝置20
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容20-22
• 2 光伏發(fā)電單元設(shè)計(jì)及控制方法22-38
• 2.1 光伏組件特性22-25
• 2.1.1 光伏電池原理22-23
• 2.1.2 光伏電池等效模型23
• 2.1.3 光伏電池輸出特性23-25
• 2.2 光伏功率控制25-31
• 2.2.1 改進(jìn)擾動(dòng)觀察法25-28
• 2.2.2 光伏限功率模式28-30
• 2.2.3 光伏功率模式切換30-31
• 2.3 光伏DC/DC變換器設(shè)計(jì)31-33
• 2.3.1 光伏DC/DC變換器原理31-32
• 2.3.2 光伏DC/DC變換器參數(shù)設(shè)計(jì)32-33
• 2.4 光伏DC/DC變換器控制方法33-36
• 2.5 本章小結(jié)36-38
• 3 儲(chǔ)能單元設(shè)計(jì)及控制方法38-50
• 3.1 儲(chǔ)能裝置特性38-40
• 3.1.1 電池成組技術(shù)38-39
• 3.1.2 電池管理系統(tǒng)39-40
• 3.2 儲(chǔ)能DC/DC變換器設(shè)計(jì)40-43
• 3.2.1 儲(chǔ)能DC/DC變換器拓樸設(shè)計(jì)40-42
• 3.2.2 雙向Buck-Boost電路工作模式42-43
• 3.3 儲(chǔ)能DC/DC變換器控制方法43-48
• 3.3.1 電流單環(huán)控制策略44-46
• 3.3.2 雙環(huán)控制策略46-48
• 3.4 本章小結(jié)48-50
• 4 雙模式逆變單元設(shè)計(jì)及控制方法50-72
• 4.1 雙模式逆變器工作原理50-57
• 4.1.1 三相PWM逆變器原理50-51
• 4.1.2 三相PWM逆變器數(shù)學(xué)模型51-53
• 4.1.3 空間電壓矢量脈寬調(diào)制算法53-57
• 4.2 雙模式逆變器參數(shù)設(shè)計(jì)57-61
• 4.2.1 中間支撐電容設(shè)計(jì)57-58
• 4.2.2 濾波電路設(shè)計(jì)58-61
• 4.3 雙模式逆變器控制策略61-70
• 4.3.1 孤島檢測(cè)61-64
• 4.3.2 并網(wǎng)控制策略64-66
• 4.3.3 離網(wǎng)控制策略66-68
• 4.3.4 有源阻尼控制68-70
• 4.4 本章小結(jié)70-72
• 5 雙模式光儲(chǔ)互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建72-86
• 5.1 系統(tǒng)組件功能及通訊方式72-73
• 5.2 雙模式系統(tǒng)控制73-76
• 5.2.1 并網(wǎng)模式系統(tǒng)控制73-75
• 5.2.2 離網(wǎng)模式系統(tǒng)控制75-76
• 5.3 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建及實(shí)驗(yàn)結(jié)果76-85
• 5.3.1 并網(wǎng)恒流充放電實(shí)驗(yàn)76-80
• 5.3.2 離網(wǎng)帶負(fù)載實(shí)驗(yàn)80-84
• 5.3.3 光伏MPPT實(shí)驗(yàn)84-85
• 5.4 本章小結(jié)85-86
• 6 結(jié)論與展望86-88
• 6.1 結(jié)論86-87
• 6.2 展望87-88
• 參考文獻(xiàn)88-92
• 附錄A 現(xiàn)場(chǎng)照片92-94
• 附錄B 仿真模型94-96
• 作者簡(jiǎn)歷96-100
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集100

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