【摘要】：隨著人類科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展,傳統(tǒng)能源已不能滿足社會(huì)的需求,新能源技術(shù)發(fā)展迅速,已在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中已占據(jù)了了相當(dāng)大的比例。其中,光伏發(fā)電因其清潔、儲(chǔ)存量巨大、分布廣泛等優(yōu)勢(shì),更是受到了眾多國家的廣泛應(yīng)用。但是由于光伏電池發(fā)電容易受到外部因素的影響,其輸出功率會(huì)出現(xiàn)無規(guī)律的波動(dòng),這使得其難以穩(wěn)定的提供電能。飛輪儲(chǔ)能是一種利用驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)將電能轉(zhuǎn)換為飛輪動(dòng)能的新型儲(chǔ)能方式,相比傳統(tǒng)化學(xué)儲(chǔ)能方式,其具有儲(chǔ)能密度高,工作時(shí)限長,運(yùn)行時(shí)不造成污染等特點(diǎn),具有很大的應(yīng)用潛力。本文以獨(dú)立太陽能飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)為研究對(duì)象,針對(duì)在儲(chǔ)能階段太陽能飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的效率問題,對(duì)利用飛輪系統(tǒng)穩(wěn)定光伏電池陣列直流母線電壓為負(fù)載提供穩(wěn)定電壓,并將供給負(fù)載過后剩余的能量存儲(chǔ)到飛輪系統(tǒng)中的控制方法進(jìn)行了研究。本文首先,對(duì)飛輪系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及原理進(jìn)行了介紹,通過對(duì)比各種常用飛輪電機(jī)優(yōu)缺點(diǎn),結(jié)合光伏發(fā)電的特點(diǎn)選擇結(jié)構(gòu)簡單、容易維護(hù)且性價(jià)比高的異步電機(jī)作為飛輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)。其次,根據(jù)光伏電池的原理及其不同條件下的輸出特性搭建了光伏電池的仿真模型;對(duì)比各種常用最大功率追蹤算法,提出了一種基于粒子群算法整定PID參數(shù)改進(jìn)的擾動(dòng)觀察法作用于光伏電池,實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電池的最大功率追蹤控制;接著,根據(jù)光伏發(fā)電輸出功率多變的特點(diǎn),飛輪電機(jī)控制方法選擇具有較快響應(yīng)性且對(duì)電機(jī)參數(shù)依賴較小的直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù),對(duì)其原理進(jìn)行了分析,并在Matlab/Simulink中建立了異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制仿真模型;對(duì)飛輪系統(tǒng)儲(chǔ)能階段的控制進(jìn)行了研究,根據(jù)光伏陣列輸出功率、負(fù)載功率及直流母線實(shí)時(shí)電壓作為參考計(jì)算異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的參考轉(zhuǎn)速、參考磁鏈,使得飛輪系統(tǒng)在儲(chǔ)能過程中能夠跟蹤光伏陣列輸出功率的變化,在保證直流母線電壓穩(wěn)定條件下,使得負(fù)載功率、光伏發(fā)電功率及飛輪儲(chǔ)儲(chǔ)能之間維持平衡;當(dāng)異步電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到其額定轉(zhuǎn)速時(shí),對(duì)電機(jī)進(jìn)行弱磁控制,實(shí)現(xiàn)恒功率下的電機(jī)加速旋轉(zhuǎn),最大化的將多余的能量轉(zhuǎn)存到飛輪系統(tǒng)中,提高光伏發(fā)電電能的利用率。最后,在Matlab/Simulink中建立了太陽能飛輪儲(chǔ)能控制系統(tǒng)模型并進(jìn)行仿真,結(jié)果表明本文所提出的控制方法能夠較快的響應(yīng)外界環(huán)境的變化,提高了能量利用率,具有一定的實(shí)用性。
【圖文】：

重慶交通大學(xué)碩士學(xué)位論文表 3.1 光伏電池參數(shù)表參數(shù)及符號(hào) 參數(shù)值開路電壓UOC37.3V短路電流ISC8.52AMPP 電壓UMPP30.5VMPP 電流IMPP8.04A圖 3-3 中，T 是環(huán)境溫度，S 為太陽光照強(qiáng)度，仿真時(shí)設(shè)置 T 為 25℃，0W/m2、1000W/m2、1200W/m2得到的電壓-功率特性曲線和電壓-電流下：

18圖 3-5 （25℃）不同光照強(qiáng)度下電壓-功率特性曲線由圖 3-4 可以看出在相同溫度下，光照強(qiáng)度越大，相同電壓下光伏電池的，，曲線向上平移，短路電流scI 越大，而開路電壓ocU 也有所升高。從圖看出，在溫度不變的情況下，一定光照強(qiáng)度下，最大功率點(diǎn)出現(xiàn)在靠近
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TK02

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2635835