本文關(guān)鍵詞：基于飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的光伏直流微網(wǎng)電壓控制方法的研究

  更多相關(guān)文章： 微網(wǎng) 光伏發(fā)電 飛輪儲(chǔ)能 電壓 PI控制 滑模

【摘要】：隨著化石燃料的日益減少,環(huán)境污染的日漸嚴(yán)重,分布式能源發(fā)電的發(fā)展愈加迅速。微網(wǎng)是由分布式電源、負(fù)載、儲(chǔ)能裝置和控制系統(tǒng)組合而成的一個(gè)可控的小型發(fā)電系統(tǒng),它的出現(xiàn)為分布式發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用指明了方向�；谔�(yáng)能資源取之不盡、用之不竭且清潔零污染的優(yōu)勢(shì),光伏發(fā)電于眾多的分布式能源發(fā)電技術(shù)里備受矚目,在微網(wǎng)中的應(yīng)用非常廣泛。飛輪儲(chǔ)能是一種優(yōu)越的新型儲(chǔ)能方式,與傳統(tǒng)化學(xué)形式的儲(chǔ)能裝置相比,具有壽命長(zhǎng)、密度高、易控制和無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),在調(diào)節(jié)電能質(zhì)量方面有著非常廣闊的應(yīng)用前景。本文針對(duì)基于飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的獨(dú)立光伏微網(wǎng),對(duì)其直流母線電壓的控制進(jìn)行了研究,旨在實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)中能量的充分利用,維持母線電壓的穩(wěn)定性,保證微網(wǎng)的供電可靠性和電能質(zhì)量。首先,根據(jù)微電源光伏電池的工作原理和輸出特性建立其數(shù)學(xué)模型;采用一種變步長(zhǎng)擾動(dòng)觀察法實(shí)現(xiàn)光伏電池的最大功率跟蹤控制;在Matlab/Simulink環(huán)境下,搭建光伏電池和MPPT的仿真模型。然后,對(duì)飛輪儲(chǔ)能裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行概述,通過(guò)分析選擇永磁無(wú)刷直流電機(jī)作為飛輪驅(qū)動(dòng)電機(jī),在此基礎(chǔ)上建立飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和等效電路。以充電環(huán)節(jié)為例,采用傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)速-電流雙閉環(huán)的控制策略,在Matlab/Simulink中搭建飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的仿真模型。最后,從獨(dú)立光伏微網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)出發(fā),闡述微網(wǎng)直流母線電壓控制的重要性,并制定相關(guān)控制原則;滑模變結(jié)構(gòu)控制具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、對(duì)參數(shù)變化及外界擾動(dòng)不敏感等優(yōu)點(diǎn),提出一種滑模與PI控制相結(jié)合的控制算法;設(shè)計(jì)了基于PI控制和滑模PI復(fù)合控制的飛輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制策略,并在Matlab/Simulink中對(duì)所提出的控制方案進(jìn)行了仿真驗(yàn)證;將兩者的控制效果進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明:在外界環(huán)境變化較大的情形下,滑模PI復(fù)合控制的效果要優(yōu)于PI控制。
【關(guān)鍵詞】：微網(wǎng) 光伏發(fā)電 飛輪儲(chǔ)能 電壓 PI控制 滑模
【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】：2016
【分類號(hào)】：TM615;TK02
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 引言10-11
• 1.2 直流微網(wǎng)的國(guó)內(nèi)外研究近況11-13
• 1.2.1 直流微網(wǎng)的概念11
• 1.2.2 直流微網(wǎng)的國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 直流微網(wǎng)的國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3 光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展概述13-15
• 1.3.1 國(guó)外光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及前景13-14
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及前景14-15
• 1.4 飛輪儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展概況15-18
• 1.4.1 飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的國(guó)外發(fā)展概況15-16
• 1.4.2 飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的國(guó)內(nèi)發(fā)展概況16-18
• 1.5 本論文的主要工作18-19
• 第2章 光伏微網(wǎng)中微電源的建模及仿真分析19-30
• 2.1 光伏電池模型19-23
• 2.1.1 光伏電池工作原理19-20
• 2.1.2 光伏電池的輸出特性20
• 2.1.3 光伏電池等效電路20-21
• 2.1.4 光伏電池?cái)?shù)學(xué)模型21-22
• 2.1.5 光伏電池的仿真分析22-23
• 2.2 最大功率跟蹤控制模型23-29
• 2.2.1 MPPT工作原理23-24
• 2.2.2 常用MPPT算法介紹24-25
• 2.2.3 仿真分析25-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 第3章 飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的研究30-40
• 3.1 飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的構(gòu)成和工作原理30-31
• 3.2 飛輪電機(jī)的選擇31-32
• 3.3 飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型32-33
• 3.4 飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的等效電路和傳遞函數(shù)33-34
• 3.5 飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的建模及仿真分析34-38
• 3.5.1 各模塊的搭建34-36
• 3.5.2 仿真分析36-38
• 3.6 本章小結(jié)38-40
• 第4章 基于飛輪儲(chǔ)能穩(wěn)定光伏微網(wǎng)母線電壓方法的設(shè)計(jì)與研究40-56
• 4.1 光伏微網(wǎng)的結(jié)構(gòu)40-41
• 4.2 微網(wǎng)直流母線電壓控制的重要性41
• 4.3 微網(wǎng)直流母線電壓的控制策略41-42
• 4.4 基于PI控制穩(wěn)定微網(wǎng)母線電壓的方法研究42-46
• 4.4.1 比例積分(PI)控制基本思想42
• 4.4.2 基于PI控制的飛輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制策略42-44
• 4.4.3 基于PI控制穩(wěn)定微網(wǎng)母線電壓的仿真與結(jié)果分析44-46
• 4.5 基于滑模PI復(fù)合控制穩(wěn)定微網(wǎng)母線電壓的方法研究46-55
• 4.5.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制簡(jiǎn)介46-47
• 4.5.2 滑模變結(jié)構(gòu)控制基本原理47-48
• 4.5.3 滑模變結(jié)構(gòu)基本設(shè)計(jì)方法48-50
• 4.5.4 滑模變結(jié)構(gòu)控制的優(yōu)缺點(diǎn)50
• 4.5.5 基于滑模PI復(fù)合控制的飛輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制策略50-52
• 4.5.6 基于滑模PI復(fù)合控制穩(wěn)定微網(wǎng)母線電壓的仿真與結(jié)果分析52-55
• 4.6 兩種方法的比較55
• 4.7 本章小結(jié)55-56
• 第5章 總結(jié)與展望56-58
• 5.1 總結(jié)56
• 5.2 展望56-58
• 參考文獻(xiàn)58-61
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其他成果61-62
• 致謝62

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：839464