【摘要】：隨著全球性能源危機(jī)和環(huán)境日益惡化,太陽能光伏發(fā)電技術(shù)因其符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求被各國大力推廣利用。由于光伏發(fā)電系統(tǒng)多元性以及受環(huán)境變化隨機(jī)性,整個(gè)系統(tǒng)的控制及其能量管理成為了當(dāng)下的研究熱點(diǎn)。本文在分析了光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)及相關(guān)控制技術(shù)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,詳細(xì)研究了由光伏電池、鉛酸蓄電池、本地負(fù)載以及電網(wǎng)組成的分布式光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制及能量管理策略。首先,針對傳統(tǒng)并網(wǎng)型和離網(wǎng)型光伏系統(tǒng)不能最大限度利用太陽能的缺點(diǎn),本文采用既能并網(wǎng)運(yùn)行又能離網(wǎng)運(yùn)行的直流母線式光伏系統(tǒng)結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)擴(kuò)展性強(qiáng)、穩(wěn)定性高,能更好地利用太陽能。對系統(tǒng)中的光伏發(fā)電單元及蓄電池儲(chǔ)能單元的工作特性進(jìn)行了詳細(xì)分析,同時(shí)對相應(yīng)的功率轉(zhuǎn)換單元:光伏接口變換器、雙向DC/DC變換器以及單相逆變電路進(jìn)行了研究。設(shè)計(jì)了光伏單元的最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)算法和蓄電池充放電控制,并對設(shè)計(jì)的MPPT算法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。然后,針對系統(tǒng)即能并網(wǎng)又能離網(wǎng)運(yùn)行的特點(diǎn),本文詳細(xì)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)逆變器在并離網(wǎng)時(shí)的控制策略,并分別設(shè)計(jì)電流內(nèi)環(huán)和電壓外環(huán)的PI控制器。針對系統(tǒng)離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)逆變器帶非線性負(fù)載能力有限的問題,提出了一種加入輸出電流反饋的雙環(huán)控制改進(jìn)方法,仿真結(jié)果驗(yàn)證了改進(jìn)的控制方法能大大提高系統(tǒng)離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)帶非線性負(fù)載的能力。由于系統(tǒng)中包含光伏發(fā)電單元、蓄電池儲(chǔ)能單元、電網(wǎng)以及負(fù)載多個(gè)模塊,需對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行合理的能量管理,保證系統(tǒng)能量供需平衡。針對系統(tǒng)基于直流母線式結(jié)構(gòu),論文參考并改進(jìn)直流母線電壓水平信號控制法,應(yīng)用改進(jìn)的控制策略將系統(tǒng)整個(gè)運(yùn)行過程分成4個(gè)工作模式,并詳細(xì)分析了各個(gè)模式的運(yùn)行狀態(tài)以及模式切換間的能量流轉(zhuǎn)。最后,在Matlab/Simulink中建立了仿真模型,對改進(jìn)的能量管理控制策略進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,仿真結(jié)果表明了控制策略的可行性。
【圖文】：

圖 2-13 光照強(qiáng)度變化時(shí) MPPT 跟蹤效果圖從圖 2-13 看出，在光照強(qiáng)度發(fā)生變化后，變步長擾動(dòng)快速穩(wěn)定的跟蹤了系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)，響應(yīng)時(shí)間快。3.當(dāng)光照強(qiáng)度為 1000W/m2時(shí)，溫度從 25°C 突變到 50°C，再從 50°C 降到5°C 時(shí)，變步長擾動(dòng)觀測法跟蹤結(jié)果如圖 2-14 所示：

圖 2-13 光照強(qiáng)度變化時(shí) MPPT 跟蹤效果圖從圖 2-13 看出，在光照強(qiáng)度發(fā)生變化后，變步長擾動(dòng)快速穩(wěn)定的跟蹤了系統(tǒng)最大功率點(diǎn)，響應(yīng)時(shí)間快。3.當(dāng)光照強(qiáng)度為 1000W/m2時(shí)，溫度從 25°C 突變到 50°C，再從 50°C 降到C 時(shí)，變步長擾動(dòng)觀測法跟蹤結(jié)果如圖 2-14 所示：
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM615

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2580859