本文關鍵詞：基于微分平滑策略的分布式光儲并網系統(tǒng)非線性控制方法研究

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【摘要】：越來越多的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電網運行,對節(jié)能減排、發(fā)展清潔能源起到積極促進作用。隨著光伏滲透率不斷提高,其間歇性、隨機性及非線性特點,將影響電網的安全可靠運行。結合儲能技術的新型分布式光儲并網系統(tǒng)借助電力電子變流裝置快速調節(jié)能力,成為解決光伏輸出功率波動、進一步提升光伏發(fā)電滲透率的有效手段。分布式光儲并網系統(tǒng)中,光伏變流器控制目標是:實現系統(tǒng)最大功率點跟蹤(Maximum Power Point Tracking,MPPT);儲能變流器控制目標是:快速響應光伏輸出功率變化,實現系統(tǒng)恒定功率并網;并網DC-AC變流器控制目標是:實現交流側單位功率因數運行及各種狀態(tài)下的直流母線電壓穩(wěn)定。針對光伏/儲能電源輸出低電壓、大電流,且紋波大特點,論文首先提出四相交錯并聯變流器拓撲,有效拓寬輸出電壓范圍,同時抑制光伏輸出電壓波動。針對光伏四相交錯升壓DC-DC變流器,設計新型極值搜索算法(Extremum Seeking Algorithm,ESA),有效解決了傳統(tǒng)算法MPP震蕩問題,提高光照階躍變化情況下系統(tǒng)的快速性和穩(wěn)定性。針對儲能四相交錯雙向DC-DC變流器與并網DC-AC變流器的強非線性特性,提出一種新型非線性微分平滑控制策略,直接補償系統(tǒng)的非線性,可在較寬的工作范圍提供持續(xù)的高性能,與傳統(tǒng)算法對比具有穩(wěn)態(tài)偏差小,響應速度快,魯棒性強,可實現零超調等特點�；贛ATLAB/Simulink仿真平臺及RTDS在線實驗分析平臺,對分布式光儲并網系統(tǒng)仿真建模,驗證所提控制策略的有效性與正確性。結果表明:所提控制策略能夠實現相應變流器控制目標,與傳統(tǒng)算法仿真對比分析表明新型控制策略具有更迅速的動態(tài)性能及較小的誤差。
【關鍵詞】：分布式光儲并網系統(tǒng) 四相交錯變流器 新型極值搜索法 非線性微分平滑控制
【學位授予單位】：上海電力學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM46;TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 問題的提出10
• 1.2 國內外研究現狀10-17
• 1.2.1 能源背景與光伏發(fā)電研究現狀10-13
• 1.2.2 光儲并網系統(tǒng)變流器拓撲發(fā)展現狀13-15
• 1.2.3 光儲并網系統(tǒng)變流器非線性控制方法研究現狀15-17
• 1.3 論文的主要工作及章節(jié)安排17-19
• 2 光伏DC-DC變流器新型極值搜索算法MPPT控制設計19-30
• 2.1 光伏電池行為模型建立19-22
• 2.1.1 光伏電池的基本原理19-20
• 2.1.2 光伏電池的輸出特性20-21
• 2.1.3 光伏電池行為模型建立21-22
• 2.2 交錯并聯變流器拓撲結構與工作原理22-24
• 2.3 新型極值搜索法MPPT實現24-29
• 2.3.1 傳統(tǒng)極值搜索算法24-27
• 2.3.2 新型極值搜索算法27-29
• 2.4 小結29-30
• 3 儲能DC-DC變流器非線性微分平滑控制方法設計30-37
• 3.1 非線性微分平滑控制方法30-32
• 3.2 儲能DC-DC變流器非線性微分平滑控制方法設計32-36
• 3.2.1 儲能變流器非線性模型32-33
• 3.2.2 平滑輸出設計及平滑性分析33-34
• 3.2.3 控制系統(tǒng)設計34-36
• 3.3 小結36-37
• 4 并網DC-AC變流器非線性微分平滑控制方法設計37-46
• 4.1 變流器非線性模型37-41
• 4.2 平滑輸出設計及平滑性分析41-42
• 4.3 控制系統(tǒng)設計42-45
• 4.4 小結45-46
• 5 分布式光儲并網系統(tǒng)仿真研究與在線實驗分析46-68
• 5.1 基于MATLAB/Simulink的光儲系統(tǒng)子模塊仿真分析46-56
• 5.1.1 光伏電池輸出特性仿真驗證46-48
• 5.1.2 四相交錯變流器仿真分析48-49
• 5.1.3 新型極值搜索MPPT算法仿真分析49-51
• 5.1.4 儲能DC-DC變流器微分平滑控制算法仿真分析51-54
• 5.1.5 并網DC-AC變流器微分平滑控制算法仿真分析54-56
• 5.2 基于MATLAB/Simulink的分布式光儲直流系統(tǒng)仿真分析56-61
• 5.3 基于MATLAB/Simulink的分布式光儲并網系統(tǒng)仿真分析61-63
• 5.4 基于RTDS的分布式光儲并網系統(tǒng)在線實驗分析63-67
• 5.5 小結67-68
• 6 結論與展望68-70
• 6.1 全文總結68-69
• 6.2 工作展望69-70
• 參考文獻70-75
• 致謝75-76
• 攻讀學位期間取得的研究成果76

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