基于分岔理论的光伏发电系统研究

【摘要】：面对日益严重的传统能源消耗及环境污染问题,太阳能发电在新能源应用中占据了主导地位。随着光伏发电规模的增大及其并网容量的增加,使光伏发电技术得到了更多的关注和重视。使光伏发电系统能够稳定运行是光伏发电技术中的重要内容。然而分岔现象作为电力系统中一种重要的非线性现象,它能够影响系统的稳定运行。因此应用分岔理论对光伏发电系统的分岔现象进行研究是十分重要的。本文的主要研究内容及结论如下:首先,研究光伏发电系统中升压变换器的分岔现象。介绍了光伏发电系统的结构,对光伏电池数学模型的输出特性进行了分析;搭建光伏发电系统中升压变换器的离散模型,通过改变参考电流和输入电压分析对升压变换器分岔现象产生的影响;搭建以光伏电池为输入的升压变换器的仿真模型,对于不同光照强度对升压变换器发生分岔现象的影响进行研究。其次,研究光伏逆变器的分岔现象及对其使用的控制方法。建立了光伏逆变器的离散映射模型,基于分岔理论的数学方法对系统进行了分岔分析并用计算机进行了仿真验证;采用Washout滤波器反馈控制方法控制系统产生的分岔现象,对添加控制后的离散模型进行编程仿真求出新的分岔点;最后在Matlab/Simulink下建立了光伏逆变器的仿真模型,通过仿真结果证明Washout滤波器反馈控制方法提高了系统的稳定性。 【关键词】：光伏发电系统 稳定性 非线性现象 分岔理论 Washout 滤波器反馈控制
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615
【目录】：

• 中文摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究背景和选题意义9-11
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 选题意义10-11
• 1.2 研究现状及趋势11-13
• 1.2.1 基于分岔理论的光伏发电系统稳定性研究现状及趋势11-12
• 1.2.2 光伏发电系统中分岔控制的研究现状及趋势12-13
• 1.3 本文的主要工作13-14
• 第二章 分岔理论14-23
• 2.1 分岔理论的基本概念14-18
• 2.1.1 平衡点及其稳定性14-16
• 2.1.2 分岔的定义16
• 2.1.3 分岔的分类及判断方法16-18
• 2.2 分岔的分析及控制方法18-22
• 2.2.1 分岔分析的主要方法18
• 2.2.2 分岔控制的主要方法18-22
• 2.3 本章小结22-23
• 第三章 光伏系统中升压变换器的分岔现象研究23-36
• 3.1 光伏系统的基本结构23-27
• 3.1.1 光伏电池23-26
• 3.1.2 光伏系统中的功率变换器26-27
• 3.2 光伏系统中升压变换器的基本原理27-30
• 3.2.1 升压变换器的工作原理27-29
• 3.2.2 升压变换器的离散模型29-30
• 3.3 升压变换器分岔现象研究及仿真分析30-35
• 3.3.1 以参考电流为分岔参数30-32
• 3.3.2 以输入电压为分岔参数32-33
• 3.3.3 以光照强度为分岔参数33-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第四章 光伏逆变器的分岔现象研究及控制36-46
• 4.1 光伏逆变器的分岔现象研究36-40
• 4.1.1 光伏逆变器的离散模型36-38
• 4.1.2 光伏逆变器的分岔分析38
• 4.1.3 仿真分析38-40
• 4.2 光伏逆变器的分岔控制40-45
• 4.2.1 基于Washout滤波器的逆变器分岔控制40-42
• 4.2.2 仿真分析42-45
• 4.3 本章小结45-46
• 第五章 结论与展望46-47
• 参考文献47-52
• 发表论文和科研情况说明52-53
• 致谢53-54

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