基于光伏发电的混合储能系统协调控制技术研究

【摘要】：受光照和温度等自然条件影响，光伏电源输出功率具有较大的波动性，电网从安全运行的角度出发，要求并网的光伏电站应具有一定的恒定电源特性，在光伏电站中加入储能装置，成为解决上述问题的有效措施，通过储能系统来辅助参与光伏电站出力调节，从而改善光伏电站的输出电能整体特性。利用储能装置可在一定程度上起到改善光伏电源功率输出的作用，但是单一的储能装置很难满足要求，混合储能系统可以兼备响应速度快以及容量密度大的优点，较好的适应与各种应用场合。 本文研究重点是光储系统中变换器拓扑结构及控制方法，包括储能系统功率转换系统（PCS）和光伏电源逆变器。 首先详细论述了双向DC/DC变换器的数学模型及控制方法，在此基础上提出一种适用于储能系统的三重化双向DC/DC变换器，制定相应控制策略。通过MATLAB仿真结果，验证了策略的有效性和正确性。然后，在单台光伏逆变器建模基础上，提出一种基于SVPWM算法的光伏逆变器并联环流消除方法。将环流消除算法写入MATLAB S函数，结合MATLAB/SIMUlink仿真平台，验证文中提出的环流消除策略可有效消除光伏逆变器间的环流，提高输出电能质量。 最后，在前文所述基础上，设计了一种适于用光储系统中混合储能协调控制策略，搭建了基于MATLAB/SIMUlink平台了光储系统仿真模型。通过光伏出力情况进行分类仿真，仿真结果表明在不同光伏出力条件下，储能系统可以有效进行充放电动作，协调辅助光伏电源进行出力，提高了电网的运行稳定性。 【关键词】：混合储能系统 三重化双向DC/DC变换器 光伏逆变器 环流抑制策略 协调控制策略
【学位授予单位】：内蒙古工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-18
• 1.1 论文的研究背景和选题意义8-9
• 1.2 光储系统组成与分析9-15
• 1.2.1 混合储能系统10-13
• 1.2.2 三重化双向 DC/DC 变换器13-14
• 1.2.3 光伏逆变器14-15
• 1.3 本文主要研究内容15-18
• 第二章 三重化双向 DC/DC 变换器的建模与仿真18-26
• 2.1 三重化双向 DC/DC 变换器的数学建模18-22
• 2.2 三重化双向 DC/DC 变换器的控制策略22-24
• 2.2.1 电感电容的选取依据23-24
• 2.3 仿真分析24-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 光伏逆变器并联的建模与仿真26-46
• 3.1 单台光伏逆变器的建模与控制26-30
• 3.2 光伏逆变器并联建模与环流分析30-40
• 3.2.1 SVPWM 算法简介32-34
• 3.2.2 基于 SVPWM 算法的逆变器环流抑制策略34-40
• 3.3 仿真分析40-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第四章 光储系统建模仿真46-60
• 4.1 光储系统中混合储能协调控制策略46-51
• 4.1.1 低通滤波原理46-48
• 4.1.2 混合储能协调控制方法48-51
• 4.2 光储系统仿真51-58
• 4.2.1 基于不同光伏出力状况的仿真51-52
• 4.2.2 仿真分析52-58
• 4.3 本章小结58-60
• 第五章 总结与展望60-62
• 5.1 总结60
• 5.2 展望60-62
• 参考文献62-66
• 致谢66-67
• 作者简介67-68

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