本文關(guān)鍵詞：光伏水泵變頻控制及群控技術(shù)研究

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【摘要】：光伏水泵系統(tǒng)利用太陽(yáng)能作為能源輸入,可不依賴(lài)于電網(wǎng)而獨(dú)立工作,將該系統(tǒng)應(yīng)用于陽(yáng)光資源豐富又缺電的邊遠(yuǎn)地區(qū),可很好地解決當(dāng)?shù)厣钣盟稗r(nóng)牧業(yè)用水問(wèn)題,因此在世界各地得到廣泛應(yīng)用。本文針對(duì)三相異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的光伏水泵系統(tǒng),就其變頻控制技術(shù)與群控技術(shù)展開(kāi)研究,主要工作如下：1)建立了光伏水泵系統(tǒng)的模型,介紹了恒壓頻比控制和矢量控制兩種調(diào)速方式,通過(guò)Matlab仿真對(duì)比分析了基于兩種控制方式的陣列電壓穩(wěn)定性。2)提出應(yīng)用于光伏水泵系統(tǒng)的無(wú)速度傳感器控制技術(shù),重點(diǎn)介紹全階自適應(yīng)觀測(cè)器的設(shè)計(jì)方法以及轉(zhuǎn)速估算收斂算法,同時(shí)提出了一種基于粒子群算法的轉(zhuǎn)矩解耦控制,仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了上述方法的有效性。3)提出一種全靜止?fàn)顟B(tài)下的異步電機(jī)離線(xiàn)參數(shù)辨識(shí)方法,在單相交流實(shí)驗(yàn)中以開(kāi)環(huán)的控制策略取代了傳統(tǒng)的電流閉環(huán),且通過(guò)疊加直流偏置電壓的方法抬升定子電流直至其直流分量大于基波分量幅值,有效解決了死區(qū)等非線(xiàn)性因素對(duì)辨識(shí)結(jié)果的影響。4)針對(duì)多臺(tái)水泵并聯(lián)運(yùn)行的光伏水泵集中群控系統(tǒng),提出了一種流量?jī)?yōu)化算法,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功率的合理分配,并以預(yù)估流量最優(yōu)值方式控制各單元的啟停投切,使群控系統(tǒng)全天運(yùn)行在流量最優(yōu)的工況下。建立了水泵并聯(lián)裝置的數(shù)學(xué)模型,并利用Newton迭代法求解系統(tǒng)工況,最后提出了相應(yīng)的群控策略。5)搭建了光伏水泵群控系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),由實(shí)驗(yàn)得到揚(yáng)程曲線(xiàn)、功率曲線(xiàn)的性能參數(shù),功率優(yōu)化分配實(shí)驗(yàn)證明了均分為流量最優(yōu)的功率分配方式,最后通過(guò)群控實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述方法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：光伏水泵系統(tǒng) 轉(zhuǎn)速估算 參數(shù)辨識(shí) 群控系統(tǒng) 流量?jī)?yōu)化算法
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TV675;TM615
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• abstract9-16
• 第一章 緒論16-19
• 1.1 課題的研究背景和意義16
• 1.2 光伏水泵系統(tǒng)研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.1 光伏水泵系統(tǒng)變頻控制技術(shù)16-17
• 1.2.2 光伏水泵系統(tǒng)集中群控技術(shù)17-18
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容18-19
• 第二章 光伏水泵系統(tǒng)變頻調(diào)速技術(shù)19-32
• 2.1 光伏水泵系統(tǒng)建模19-22
• 2.1.1 光伏電池模型19
• 2.1.2 異步電機(jī)模型19-21
• 2.1.3 水泵模型21-22
• 2.2 光伏水泵系統(tǒng)變頻調(diào)速控制方法22-25
• 2.2.1 恒壓頻比變頻調(diào)速22-23
• 2.2.2 矢量控制調(diào)速原理23-25
• 2.2.3 光伏陣列電壓穩(wěn)定性對(duì)比分析25
• 2.3 調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計(jì)25-29
• 2.3.1 電流環(huán)設(shè)計(jì)26-27
• 2.3.2 直流電壓環(huán)設(shè)計(jì)27-28
• 2.3.3 磁鏈環(huán)設(shè)計(jì)28
• 2.3.4 轉(zhuǎn)速環(huán)設(shè)計(jì)28-29
• 2.4 仿真驗(yàn)證29-32
• 第三章 無(wú)速度傳感器矢量控制技術(shù)32-41
• 3.1 轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)器32-33
• 3.2 基于狀態(tài)觀測(cè)器的異步電機(jī)轉(zhuǎn)速辨識(shí)33-38
• 3.2.1 全階自適應(yīng)狀態(tài)觀測(cè)器的設(shè)計(jì)33-36
• 3.2.2 離散化方法及誤差分析36-37
• 3.2.3 轉(zhuǎn)速估算收斂算法37-38
• 3.3 仿真驗(yàn)證38-41
• 第四章 水泵電機(jī)離線(xiàn)參數(shù)辨識(shí)41-50
• 4.1 電機(jī)參數(shù)辨識(shí)模型41-42
• 4.2 靜止?fàn)顟B(tài)下水泵電機(jī)電氣參數(shù)辨識(shí)42-46
• 4.2.1 頻域法參數(shù)辨識(shí)42-44
• 4.2.2 時(shí)域法參數(shù)辨識(shí)44-45
• 4.2.3 工程計(jì)算法45-46
• 4.3 載荷下水泵電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)46-48
• 4.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證48-50
• 第五章 基于粒子群算法的轉(zhuǎn)矩解耦控制50-53
• 5.1 基于粒子群算法的轉(zhuǎn)矩解耦過(guò)程50-51
• 5.2 優(yōu)化算法的數(shù)學(xué)模型51-52
• 5.3 粒子群算法的基本流程52-53
• 第六章 光伏水泵集群控制系統(tǒng)53-62
• 6.1 群控系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)53-54
• 6.2 群控系統(tǒng)的流量?jī)?yōu)化算法54-58
• 6.2.1 并聯(lián)系統(tǒng)建模54-55
• 6.2.2 群控系統(tǒng)工況確定55-56
• 6.2.3 流量?jī)?yōu)化算法56-58
• 6.3 群控系統(tǒng)的控制策略58-60
• 6.4 仿真驗(yàn)證60-62
• 第七章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果62-67
• 7.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)架構(gòu)62
• 7.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)物圖62-63
• 7.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果63-67
• 7.3.1 離心泵性能曲線(xiàn)測(cè)量63-64
• 7.3.2 功率優(yōu)化分配實(shí)驗(yàn)64
• 7.3.3 陣列電壓穩(wěn)定性對(duì)比實(shí)驗(yàn)64-65
• 7.3.4 群控實(shí)驗(yàn)65-67
• 第八章 總結(jié)與展望67-68
• 8.1 本文工作總結(jié)67
• 8.2 未來(lái)工作展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果清單71

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