【摘要】：光伏電源的出力受光照強(qiáng)度、溫度和負(fù)載影響較大，具有波動(dòng)性較大的特點(diǎn)�？紤]接入由超級(jí)電容器和蓄電池組成的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，充分利用超級(jí)電容器功率密度高和蓄電池能量密度高的特點(diǎn)，構(gòu)成性能優(yōu)越的光伏-儲(chǔ)能系統(tǒng)。通過對該系統(tǒng)進(jìn)行功率傳輸控制技術(shù)研究，減小光伏系統(tǒng)對電網(wǎng)和負(fù)載的影響，并延長混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的使用壽命。 論文首先介紹了各個(gè)儲(chǔ)能源通過雙向DC-DC變換器接入直流母線的光伏-儲(chǔ)能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，制定了光伏-儲(chǔ)能系統(tǒng)的三種主要能量管理策略，在此基礎(chǔ)上確定了各個(gè)雙向DC-DC變換器的工作模式，設(shè)定了相應(yīng)的恒壓、恒流控制目標(biāo)。 其次，為實(shí)現(xiàn)光伏電源最大功率跟蹤(MPPT)，采用電導(dǎo)增量法尋求最大功率點(diǎn)所對應(yīng)的電壓，并利用PI控制跟蹤此電壓；對混合儲(chǔ)能系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)而言，基于傳統(tǒng)的小信號(hào)模型，通過頻域補(bǔ)償方法，設(shè)計(jì)了雙向DC-DC變換器工作于不同模式下的恒壓、恒流補(bǔ)償電路。 然后，設(shè)計(jì)了滑模變結(jié)構(gòu)MPPT控制器，該控制器結(jié)合趨近律思想，縮短了到達(dá)滑模面的時(shí)間，利用等效控制和占空比相等的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了開關(guān)頻率的恒定；對于蓄電池充放電電流的控制，研究了基于滯環(huán)方式的單環(huán)滑模變結(jié)構(gòu)控制方法；針對超級(jí)電容器所連雙向DC-DC變換器，提出了一種結(jié)合PI的雙環(huán)滑模變結(jié)構(gòu)控制方法，，該方法將外環(huán)PI控制的輸出作為內(nèi)環(huán)滑模變結(jié)構(gòu)控制方法的參考值，以保持直流母線電壓恒定和延長混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的壽命。 最后在MATLAB/Simulink環(huán)境下搭建了所提出的系統(tǒng)，進(jìn)行了控制方法的仿真，結(jié)果表明，所采用的滑模變結(jié)構(gòu)控制方法在穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能方面均具有良好的效果，適用于光伏-儲(chǔ)能系統(tǒng)中。
[Abstract]:The output of photovoltaic power is greatly affected by light intensity, temperature and load. The hybrid energy storage system composed of supercapacitors and batteries is considered to make full use of the characteristics of high power density of supercapacitors and high energy density of batteries to form a photovoltaic energy storage system with superior performance. By studying the power transmission control technology of the system, the influence of PV system on power grid and load is reduced, and the service life of hybrid energy storage system is extended. Firstly, this paper introduces the structure of photovoltaic energy storage system which is connected to DC bus by bidirectional DC-DC converter, and formulates three main energy management strategies of photovoltaic energy storage system. On this basis, the operating modes of each bidirectional DC-DC converter are determined, and the corresponding constant voltage and constant current control targets are set. Secondly, in order to realize the maximum power tracking (MPPT), of photovoltaic power supply, the conductance increment method is adopted to find the voltage corresponding to the maximum power point, and the voltage is tracked by using PI control. For the design of hybrid energy storage system controller, based on the traditional small signal model, A constant voltage and constant current compensation circuit for bidirectional DC-DC converter operating in different modes is designed by frequency domain compensation method. Then, a sliding mode variable structure MPPT controller is designed. The controller reduces the time to get to the sliding mode surface and realizes the constant switching frequency by using the relationship between the equivalent control and the duty cycle. The single loop sliding mode variable structure control method based on hysteresis mode is studied for battery charge / discharge current control, and a double loop sliding mode variable structure control method combined with PI is proposed for the bi-directional DC-DC converter connected with supercapacitor. In this method, the output of the outer loop PI control is used as the reference value of the internal loop sliding mode variable structure control method, in order to keep the DC bus voltage constant and prolong the life of the hybrid energy storage system. Finally, the proposed system is built in MATLAB/Simulink environment, and the simulation results show that the sliding mode variable structure control method has good performance in steady and dynamic performance, and it is suitable for photovoltaic energy storage system.
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM46

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本文編號(hào)：2278584