隨著不可再生的化石能源的大量消耗,其接近枯竭的儲(chǔ)量無法滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的電能消費(fèi)需求,于是可再生的清潔能源發(fā)電得到了廣泛的重視和應(yīng)用。分布式電能收集系統(tǒng)由于其可以很好地結(jié)合不同能源在時(shí)間和季節(jié)上的互補(bǔ)性,可以將多種形式能源同時(shí)進(jìn)行收集(多輸入、單輸出)的特點(diǎn),越來越成為專家學(xué)者研究探索的焦點(diǎn)。由于交流發(fā)電要考慮頻率控制和無功補(bǔ)償?shù)葟?fù)雜的問題,相比之下,直流發(fā)電的可控性更好,所以,本文針對(duì)基于風(fēng)光互補(bǔ)的分布式直流型電能收集系統(tǒng)進(jìn)行研究與設(shè)計(jì),主要完成以下幾個(gè)方面的研究與設(shè)計(jì):1.本文首先對(duì)光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的原理進(jìn)行研究,隨后根據(jù)數(shù)學(xué)模型在Matlab/Simulink環(huán)境下搭建光伏電池模型和風(fēng)力機(jī)的模型,并對(duì)兩個(gè)子系統(tǒng)的輸出特性曲線進(jìn)行分析;再采用改進(jìn)的(變步長(zhǎng)、設(shè)閾值)擾動(dòng)觀察法(PO)對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)追蹤(MPPT)算法進(jìn)行建模仿真。2.本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)采用階梯式的結(jié)構(gòu),將分布式直流型電能收集系統(tǒng)分為上下兩級(jí):上級(jí)為管理決策層、下級(jí)為電能分配層,協(xié)同控制輸出電能的優(yōu)化分配。再根據(jù)發(fā)電成本和輸出功率波動(dòng)情況構(gòu)建目標(biāo)函數(shù),應(yīng)用基于理想點(diǎn)法的分布式模型預(yù)測(cè)控制(DMPC)算法對(duì)分布式直流型電能收集系統(tǒng)的輸出電能進(jìn)行優(yōu)化配置,使輸出功率在滿足負(fù)載需求的情況下,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大、功率平滑度最好。3.本文通過設(shè)計(jì)雙輸入并聯(lián)boost電路來模擬分布式直流型電能收集系統(tǒng)。選擇TI公司的UC3842作為電路主控芯片,通過STM32單片機(jī)控制數(shù)字電位器MAX5483接入電路輸出端的阻值,進(jìn)而改變兩個(gè)支路的占空比,實(shí)現(xiàn)電路的電流(功率)按照需求任意分配,從而證明分布式直流型電能收集系統(tǒng)的管理控制方案的可行性。本文設(shè)計(jì)的雙輸入并聯(lián)boost電路的輸入電壓滿足18-30V可調(diào),輸出電壓穩(wěn)定在48V,開關(guān)頻率為100KHz,兩個(gè)模塊的輸出電流可以按照需求進(jìn)行任意分配,系統(tǒng)效率達(dá)到90%以上。通過測(cè)試,系統(tǒng)滿足上述性能指標(biāo),且工作狀態(tài)良好。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM61
【部分圖文】：

光伏電池仿真圖

風(fēng)力機(jī)仿真模型圖

CP-(λ,β)曲線圖

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2829465