光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究

【摘要】：光伏发电和电动汽车是新能源领域的两大重要发展方向。本文以光伏发电系统中的光伏电池和光伏逆变器,以及电动汽车充电站为研究对象,对光伏电池外特性、光伏逆变器控制算法和电动汽车充电站可靠性等问题进行了系统深入的研究。 论文首先以单体光伏电池和光伏电池板的构成关系为依据,推导出了二者的输出特性方程,给出了仿真模型建立方法,并在此基础上,推导出了复杂光照情况下光伏阵列的输出特性方程。根据输出特性方程,重点对基于最优梯度法的最大功率点跟踪算法进行了深入研究,提出了一种基于近似梯度法的最大功率点跟踪算法,该算法结合了最优梯度法自动调整搜索步长、自动判断搜索方向,以及干扰观测法硬件电路实现简单的优点,提高了算法的实用性和有效性。 针对已有光伏并网逆变器模糊控制算法过多依赖专家经验且需要对隶属度函数、模糊规则反复调试的缺点,在建立逆变器输出级数学模型的基础上,提出了一种基于T-S模糊模型的并网电流调节算法,该算法可根据电路离散模型精确调整功率开关管占空比,实现并网电流对参考电流的快速且精确跟踪。 针对T-S模糊控制算法无法处理电路未知或不精确参数的缺点,对光伏并网逆变器预测电流控制算法进行了深入研究,进一步提出了一种改进型预测电流控制算法。该算法通过对控制目标进行优化设计,减少了预测过程中的假设近似环节,从而降低了电感值未知导致的电路模型参数偏差对系统稳定性的影响,改善了预测算法的可靠性和准确性,提高了系统稳定所允许的模型电感和实际电感的不匹配程度。 针对预测电流控制算法忽略线阻且未考虑干扰信号的缺点,提出了一种适用于光伏并网逆变器的自适应控制算法,该算法基于李雅普诺夫直接法进行设计,在达到控制目标和保证系统稳定的前提下,实现了根据实时采样数据对电路未知参数进行自适应调节,并在此基础上进一步研究了干扰信号对该算法的影响,实现了干扰信号的实时预测,从而极大增强了系统对噪声的抑制能力。 从可靠性分析的角度对电动汽车充电站典型拓扑结构进行了研究,提出了一种多负载系统可靠度计算方法,基于该方法计算出了典型拓扑结构下充电站的可靠度和平均无故障工作时间。通过对典型拓扑结构的对比研究,权衡可靠性和经济性两项指标,提出了冷备用冗余供电方式充电站和分布式充电站,最终将冷备用冗余供电方式引入到分布式充电站中,提出了一种N+1冗余供电的分布式充电站结构,通过对这三种充电站进行可靠性对比分析,验证了N+1冗余供电的分布式充电站是综合可靠性和经济性两方面优势的最优方案。 【关键词】：光伏发电 逆变器 控制算法 电动汽车充电站 可靠性
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM464
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 1 绪论13-25
• 1.1 引言13-14
• 1.2 光伏发电系统的发展概况及研究现状14-21
• 1.2.1 国内外光伏发电产业发展概况14-15
• 1.2.2 光伏电池外特性研究现状15-18
• 1.2.3 光伏逆变器研究现状18-21
• 1.3 电动汽车充电站的发展概况及研究现状21-23
• 1.4 论文的主要研究内容和篇章结构23-25
• 2 光伏电池输出特性及最大功率点跟踪研究25-41
• 2.1 引言25-26
• 2.2 光伏电池板仿真模型的建立26-29
• 2.3 光伏阵列输出特性研究29-35
• 2.3.1 光照均匀情况下光伏阵列输出特性分析29-31
• 2.3.2 光照不均匀情况下光伏阵列输出特性分析31-35
• 2.4 光伏电池板最大功率点跟踪方法研究35-40
• 2.4.1 基于最优梯度法的MPPT原理分析35-37
• 2.4.2 基于近似梯度法的MPPT研究37-38
• 2.4.3 仿真验证38-40
• 2.5 本章小结40-41
• 3 模糊控制在光伏并网逆变器中的应用研究41-55
• 3.1 引言41-42
• 3.2 基于模糊控制的DC/DC变换器分析42-44
• 3.2.1 DC/DC变换器的模糊控制策略分析42-43
• 3.2.2 DC/DC变换器的模糊控制算法设计43-44
• 3.3 基于模糊控制的DC/AC逆变器研究44-50
• 3.3.1 DC/AC逆变器数学模型的建立44-46
• 3.3.2 DC/AC逆变器模糊控制器的设计46-50
• 3.4 仿真验证50-53
• 3.5 本章小结53-55
• 4 预测电流控制在光伏并网逆变器中的应用研究55-71
• 4.1 引言55-56
• 4.2 传统预测电流控制算法研究56-62
• 4.2.1 传统预测电流控制算法原理分析57-60
• 4.2.2 传统预测电流控制算法稳定性分析60-62
• 4.3 改进型预测电流控制算法研究62-66
• 4.3.1 改进型预测电流控制算法原理研究62-63
• 4.3.2 改进型预测电流控制算法稳定性分析63-66
• 4.3.3 改进型预测电流控制算法稳态误差分析66
• 4.4 仿真及实验验证66-69
• 4.5 本章小结69-71
• 5 自适应控制在光伏并网逆变器中的应用研究71-85
• 5.1 引言71-72
• 5.2 光伏并网逆变器自适应控制算法研究72-75
• 5.2.1 李雅普诺夫直接法72
• 5.2.2 自适应控制算法的提出72-75
• 5.3 干扰信号作用下自适应控制算法研究75-78
• 5.3.1 干扰信号对自适应控制算法影响研究75-77
• 5.3.2 干扰信号预测77-78
• 5.4 仿真及实验验证78-83
• 5.5 本章小结83-85
• 6 电动汽车充电站可靠性研究85-109
• 6.1 引言85-86
• 6.2 典型供电方式可靠性研究86-94
• 6.2.1 交流供电方式可靠性分析86-90
• 6.2.2 直流供电方式可靠性分析90-94
• 6.3 冷备用冗余供电方式及其可靠性研究94-98
• 6.3.1 冷备用冗余供电方式可靠度分析95-96
• 6.3.2 冷备用冗余供电方式MTTF分析96-98
• 6.4 分布式充电站及其可靠性研究98-101
• 6.4.1 分布式充电站可靠度分析99-101
• 6.4.2 分布式充电站MTTF分析101
• 6.5 N+1冗余供电的分布式充电站及其可靠性研究101-107
• 6.5.1 N+1冗余供电的分布式充电站可靠度分析103-105
• 6.5.2 N+1冗余供电的分布式充电站MTTF分析105-107
• 6.6 本章小结107-109
• 7 结束语109-113
• 7.1 全文总结109-110
• 7.2 作展望110-113
• 参考文献113-123
• 附录123-127
• 学位论文数据集127

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

光伏阵列及并网逆变器关键技术研究    吴小进

计及风光储发电和电动汽车的配电网规划    罗雯清

ZVT软开关三相PWM逆变器控制策略研究    许春雨,陈国呈,孙承波,屈克庆

基于Walsh变换的逆变器SHEPWM技术    郑春芳,张波

非对称模糊PID控制在光伏发电MPPT中的应用    张超,何湘宁

一种变环宽准恒频电流滞环控制方法    洪峰;单任仲;王慧贞;严仰光;

混合动力车用全数字电流控制型双向DC/DC变换器    张晓峰;吕征宇;

硅太阳电池工程用数学模型    苏建徽,余世杰,赵为,吴敏达,沈玉梁,何慧若

太阳能光伏系统MPPT控制算法的对比研究    崔岩;蔡炳煌;李大勇;胡宏勋;董静微;

光伏发电系统中最大功率点跟踪算法的研究    李晶;窦伟;徐正国;彭燕昌;许洪华;

带有MPPT功能的光伏阵列Matlab通用仿真模型    茆美琴 ,余世杰 ,苏建徽

太阳能光伏模板仿真模型的研究    崔岩;蔡炳煌;李大勇;董静微;石德全;胡宏勋;

太阳能光伏并网发电系统的研究    赵为

光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现    吴理博

新型光伏发电用Buck-Boost逆变器的研究    陈溪

三相光伏并网发电系统的建模与仿真    陶晓峰;谢君;

基于TMS320F2812的软件锁相技术    李旭;王鸣;

基于模糊控制的果蔬气调保鲜库的设计    秦瑜;邹志荣;张智;

光伏发电在农业照明中的应用    夏小会;李正明;

100kW风光互补电站设计    杨帮宇;

光伏并网发电的最大功率点跟踪算法研究    王桂英;史金玲;纪飞;王欢;

太阳能光伏模块电气特性的数学建模与仿真    戴训江;晁勤;

太阳电池的负载匹配理论与负载变换技术    王康模;陈长缨;于志刚;刘兴华;刘小冲;赵俊;

ITO/Si/Al结构太阳电池pn结光电特性仿真研究    施敏;王强;孙玲;

基于电流单参量控制的MPPT系统的设计    洪岳;陈长缨;王康模;邓韡;傅倩;

基于T-S模糊模型的蒸汽发生器水位的状态反馈控制    卓秀娟;王俊玲;冯章俊;

基于OIF-Elman网络的光伏电源最大功率点跟踪方法研究    苏刚;龚威;潘雷;高瑞;王贝贝;

交流混合磁轴承变刚度系数分析与控制系统研究    张维煜;阮颖;嵇尚华;孙晓东;朱熀秋;

一种基于dp/dv=0的最大功率跟踪控制策略    荣延泽;刘士荣;毛军科;李松峰;

非均匀辐射条件下光伏阵列建模及运行稳定性分析    张渊明;孙彦广;张云贵;

光伏发电最大功率跟踪控制方法的研究    李星辰;王琳;

基于PSIM9.0的单相光伏逆变系统的仿真研究    孙冰;白树忠;郑世松;

光伏并网给定电流幅值偏移的孤岛检测方法    郑世松;孙冰;王玉斌;

光伏并网逆变系统MPPT算法仿真与研究    刘鑫;石景波;

基于三电平变换器的三相四线并联有源电力滤波器研究    宫力;

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

数字化PWM逆变系统控制关键技术研究及其应用    杨金辉

考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究    钱军

我国太阳能光伏产业投资风险及决策研究    朱震宇

Buck型逆变器高阶系统布尔型滑模控制及反馈线性化最优控制研究    陈江辉

基于Z拓扑的光伏并网逆变器研究    程如岐

基于并网逆变器电能质量与变换效率的若干关键技术研究    杨波

太阳能电动车关键技术研究    李春芳

大容量高频谐振逆变器关键技术的研究    李建文

基于软开关PWM技术的光伏逆变器的研究与设计    曹建

用于矿灯充电的独立光伏系统研究    毛娟

太阳能光伏发电单相并网逆变器研究    李本元

小型风机并网逆变器研究    马记

太阳能LED照明系统控制器的设计    杜守增

光伏发电系统自适应控制研究    李亭

蚁群算法在特种机器人智能控制中的应用研究    荆奇

基于DSP的单级式光伏并网系统的研究    耿兴华

基于桥检车的驻车充电站系统的设计实现    杨光

基于智能充电芯片的光伏发电系统研究    陆璐

光伏并网发电及无功补偿的统一控制    汪海宁,苏建徽,张国荣,茆美琴,丁明

基于ADALINE的有源电力滤波器预测电流控制策略(英文)    章兢;于晶荣;

滤波电感在线估计方法在预测电流控制中的应用    孙向东;任碧莹;钟彦儒;松井彦;

有源电力滤波器预测电流控制及稳定性分析    于晶荣;滕召胜;章兢;胡楷;

基于支持向量机的局部阴影条件下光伏阵列建模    陈阿莲;冯丽娜;杜春水;张承慧;

以电导增量法实现MPPT的单级光伏并网逆变器    叶满园;官二勇;宋平岗;

一种基于电导增量法的MPPT实现策略    汤济泽;王丛岭;房学法;

基于改进变步长电导增量法光伏阵列MPPT研究    郭明明;沈锦飞;

遗传禁忌混合算法及其在电网规划中的应用    王赛一,王成山

配电网扩展规划中分布式电源的选址和定容    王成山;陈恺;谢莹华;郑海峰;

太阳电池I-V方程显式求解原理研究及应用    丁金磊

中国光伏产业发展战略研究    李晓刚

任意条件下光伏阵列的输出性能预测    翟载腾

含分布式发电的配电网规划研究    欧阳武

局部阴影条件下基于模糊控制的光伏阵列重构系统的研究    庞志超

光伏热斑现象及多峰最大功率跟踪的研究    陈如亮

光伏方阵失配现象研究    刘素梅

独立光伏发电系统及其MPPT的研究    王厦楠

CMOS锁相环PLL的设计研究    李桂华,孙仲林,吉利久

最大功率跟踪的光伏并网逆变器研究    杨海柱,金新民

我国太阳能光伏产业的发展机遇与战略对策    沈辉;舒碧芬;闻立时;

DSP与PC机串口的高速数据通信的实现    蔡琳洁,陶然,王卫江

西藏安多光伏电站电气设备绝缘特性的研究    孙广生,孔力,李安定

无功补偿技术在光伏并网发电系统孤岛检测中的应用    禹华军,潘俊民

同步整流Buck变换器断续工作模式建模分析    欧阳长莲,严仰光,章国宝

一种新的准固定频率滞环PWM电流控制方法    杨旭,王兆安

软开关技术三相PWM逆变器及效率的分析研究    明正峰,倪光正,钟彦儒

采用电流滞环调节器的电压矢量控制PWM整流器系统    赵振波,李和明,董淑惠

光伏并网控制方法和系统的研究    汪进进

充电站建设迎来全新发展契机    张岚;

四央企下一个亢奋点    李海翠;

美拟建太阳能充电站    朱林;

全球首座太阳能插入式充电站在美建成    易索;

国内电动汽车充电站建设情况    

焦庄电动车充电站竣工暨沂星电动车交车仪式在临沂市举行    

标准VS充电站抢滩    

电动汽车及其发展趋势分析    刘潇潇;漆文辉;黎曦;刘金;王齐;

谁的地盘谁做主? 电动汽车充电站上演跑马圈地!    张喆;李洪超;

基于MCGS的充电站监控系统设计    粱主坤;

电动汽车充电站消防设计探讨    田亮本;苏明涛;

电动汽车充电站建设    崔静安;

浅谈南昌紫阳大道充电站监控系统的应用    寇亮;

电动汽车及充电站技术现状及前景    张华民;

太阳能建筑实现“零能耗”的可行性探讨——太阳能光伏发电技术在建筑上的应用    赵敏荣;胡希杰;

家庭清洁机器人自主充电研究    石为人;周伟;王楷;苏士娟;

微网中并网逆变器的一种改进下垂控制策略研究    史玉立;

并网调节的不间断光伏电源    郑万雷;刘文良;

基于气象因子的神经网络模型在光伏发电预测中的应用研究    代倩;段善旭;蔡涛;陈昌松;

光伏发电量与气象因子的关系及其预报试验简报    何明琼;陈正洪;成驰;

年内建成中型电动汽车充电站    记者 鲍丕勇

武汉首座电动汽车充电站开建    长江

电动汽车充电站国家标准完成制定    记者 徐风

“十二五” 江阴将建10座电动汽车充电站    罗平方　朱贻军

不排除与油企合建充电站    郭奕涵

四大能源巨头 投建充电站    程连红

北京充电站建设难题待解    本报实习记者 卢山

抢食电网“盘中餐” 中石化铺建充电站网络    记者 王佑

我省首座电动汽车充电站在兰开工    记者 张鹤　实习生 张妍娟

我省年内将建电动汽车充电站    记者 邱丽娜

光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究    于蓉蓉

光伏发电并网系统的相关技术研究    赵杰

光伏发电高效利用的关键技术研究    肖华锋

分布式光伏发电微电网供能系统研究    袁建华

大功率光伏并网逆变系统研究    马亮

基于线性二次型最优控制的光伏并网发电系统的研究    李春玲

充放储一体化电站功率变换系统稳定分析与控制    胡国珍

基于并网逆变器电能质量与变换效率的若干关键技术研究    杨波

基于Z拓扑的光伏并网逆变器研究    程如岐

无变压器结构光伏并网逆变器拓扑及控制研究    马琳

基于分布式电源供电系统充电站的研究与设计    常波

基于桥检车的驻车充电站系统的设计实现    杨光

城市内和城市间电动汽车充电站的选址布局研究    张国亮

电动汽车充电站规划方法及运营模式研究    何战勇

纯电动公交车充电站运营规划及仿真    韩笑

光储式电动汽车充电站入网电能质量研究    徐明宇

电动汽车充电站对电网的影响与运营经济性研究    王倩

电动汽车充电站监控管理系统的设计与研究    赵洪蕊

电动汽车充电站功率控制策略研究    胡海彬

基于电动汽车充电站的蓄电池储能系统在电力系统中的应用    邵臻哲