本文關(guān)鍵詞：微電網(wǎng)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略研究

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【摘要】：隨著工業(yè)文明的持續(xù)進(jìn)步，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)于能源的需求也不斷加大，如今傳統(tǒng)化石能源逐漸枯竭，因此不得不加大對(duì)可再生能源的利用。由于自然條件的限制，可再生能源發(fā)電具有出力波動(dòng)的特點(diǎn)，這極大地影響了大電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定，也限制了新能源技術(shù)的發(fā)展，微電網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，有效地調(diào)和了這一矛盾。微電網(wǎng)離不開(kāi)儲(chǔ)能系統(tǒng)的支撐，，隨著微電網(wǎng)內(nèi)可再生能源所占比重的日漸提高，對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的性能也提出了越來(lái)越高的要求。采用蓄電池配合超級(jí)電容器的混合儲(chǔ)能形式，能夠大幅度提高儲(chǔ)能系統(tǒng)的性能及其經(jīng)濟(jì)性；除此之外，控制策略也極大地影響著儲(chǔ)能系統(tǒng)的性能，由于混合儲(chǔ)能系統(tǒng)具有多變量、強(qiáng)耦合的非線性特性，本質(zhì)上更適合應(yīng)用非線性控制策略進(jìn)行控制。 本文即采用能量成型這種新型非線性魯棒控制策略，針對(duì)微電網(wǎng)的應(yīng)用環(huán)境，對(duì)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)展開(kāi)研究。主要研究?jī)?nèi)容包括：混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的端口受控哈密頓建模，在子系統(tǒng)分解建模的基礎(chǔ)上，通過(guò)反饋互聯(lián)的方法，建立整個(gè)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的端口受控哈密頓模型，為能量成型控制策略的研究打下基礎(chǔ)；采用能量成型控制策略對(duì)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)能元件的充放電進(jìn)行控制，蓄電池進(jìn)行直接功率控制以負(fù)擔(dān)負(fù)荷低頻功率分量，通過(guò)控制直流母線電壓穩(wěn)定，使超級(jí)電容器間接分擔(dān)負(fù)荷高頻功率分量；微電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境下，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制，采用能量成型控制策略實(shí)現(xiàn)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)、離網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)下的控制；微電網(wǎng)在混合儲(chǔ)能系統(tǒng)配合下的并離網(wǎng)平滑切換控制，通過(guò)補(bǔ)償、同步環(huán)節(jié)來(lái)減小切換過(guò)程對(duì)電網(wǎng)及用電設(shè)備的沖擊。 為了檢驗(yàn)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)能量成型控制策略的控制性能，搭建了完整微電網(wǎng)系統(tǒng)的仿真模型，并將能量成型控制策略的控制效果與經(jīng)典PI閉環(huán)線性控制策略控制效果進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明能量成型控制策略不僅能夠很好地滿足控制要求，且較PI閉環(huán)控制具有更好的魯棒性、快速性。本文圍繞微電網(wǎng)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)這一研究熱點(diǎn)展開(kāi)研究，提出了能量成型這一新型非線性魯棒控制策略，具有積極的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
【關(guān)鍵詞】：微電網(wǎng) 混合儲(chǔ)能系統(tǒng) 能量成型控制 端口受控哈密頓 并網(wǎng)運(yùn)行 離網(wǎng)運(yùn)行
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM912
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外的研究發(fā)展現(xiàn)狀10-17
• 1.2.1 微電網(wǎng)研究發(fā)展概況10-12
• 1.2.2 儲(chǔ)能技術(shù)研究發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容17-18
• 第2章 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及分析18-30
• 2.1 混合儲(chǔ)能方案的確定18-20
• 2.2 儲(chǔ)能元件的建模與特性分析20-25
• 2.2.1 鉛酸蓄電池的模型及特性分析20-23
• 2.2.2 超級(jí)電容器的模型及特性分析23-25
• 2.3 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成25-27
• 2.3.1 儲(chǔ)能單元接入微電網(wǎng)的形式25-26
• 2.3.2 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的主電路結(jié)構(gòu)26-27
• 2.4 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)工作原理分析27-29
• 2.4.1 微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制方式28
• 2.4.2 混合儲(chǔ)能單元的功率分配28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)端口受控哈密頓建模研究30-45
• 3.1 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型30-35
• 3.1.1 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)直流側(cè)數(shù)學(xué)模型31
• 3.1.2 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)交流側(cè)數(shù)學(xué)模型31-35
• 3.2 端口受控哈密頓建模的基本原理35-38
• 3.2.1 端口受控哈密頓系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)35-36
• 3.2.2 端口受控哈密頓系統(tǒng)的無(wú)源性36-37
• 3.2.3 端口受控哈密頓建模方案設(shè)計(jì)37-38
• 3.3 子系統(tǒng)劃分及其端口受控哈密頓建模38-41
• 3.3.1 直流子系統(tǒng)端口受控哈密頓模型38-39
• 3.3.2 交流子系統(tǒng)端口受控哈密頓模型39-41
• 3.4 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的端口受控哈密頓模型41-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第4章 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略研究45-65
• 4.1 能量成型控制策略基本原理45-49
• 4.1.1 互聯(lián)和阻尼配置能量成型控制方法46-48
• 4.1.2 能量成型控制策略的實(shí)施方案48-49
• 4.2 并網(wǎng)系統(tǒng)能量成型控制策略研究49-52
• 4.2.1 并網(wǎng)狀態(tài)系統(tǒng)平衡點(diǎn)的設(shè)定49-50
• 4.2.2 并網(wǎng)能量成型控制器的設(shè)計(jì)50-52
• 4.2.3 并網(wǎng)能量成型控制策略的實(shí)現(xiàn)52
• 4.3 離網(wǎng)系統(tǒng)能量成型控制策略研究52-56
• 4.3.1 離網(wǎng)狀態(tài)系統(tǒng)平衡點(diǎn)的設(shè)定52-53
• 4.3.2 離網(wǎng)能量成型控制器的設(shè)計(jì)53-55
• 4.3.3 離網(wǎng)能量成型控制策略的實(shí)現(xiàn)55-56
• 4.4 能量成型控制策略的控制性能分析56-64
• 4.4.1 系統(tǒng) PI 雙閉環(huán)控制策略原理56-57
• 4.4.2 兩種控制策略控制效果對(duì)比57-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 第5章 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)在微電網(wǎng)的應(yīng)用研究65-75
• 5.1 微電網(wǎng)仿真模型的搭建65-66
• 5.2 微電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)切換仿真66-69
• 5.3 并離網(wǎng)平滑切換算法研究69-72
• 5.3.1 并網(wǎng)到離網(wǎng)的切換算法69-71
• 5.3.2 離網(wǎng)到并網(wǎng)的切換算法71-72
• 5.4 并離網(wǎng)切換算法仿真驗(yàn)證72-74
• 5.5 本章小結(jié)74-75
• 結(jié)論75-76
• 參考文獻(xiàn)76-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文81-83
• 致謝83

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

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本文編號(hào)：992079