基于光伏发电微源的微网动态特性研究

【摘要】：随着目前经济的高速发展和能源需求利用的增加,人们已将更多目光投向了分布式发电供能技术,微网已逐渐成为分布式能源应用的趋势。太阳能在各种可再生能源中是最丰富最重要的基本能源。本文针对微网中光伏发电系统输出不可控的特点,结合燃料电池和超级电容器对光伏阵列输出的能量进行管理。燃料电池动态响应速度慢,启动时间长；超级电容功率密度高、反应迅速,通过对超级电容能量的管理,实现在负载功率突变时,由超级电容提供功率,稳定燃料电池的输出。 基于PSCAD/EMTDC平台搭建了光伏阵列,超级电容器和燃料电池的仿真模型,并设计、验证了相应的控制策略。结果表明,系统能够实现良好的负荷变化预测跟踪,以及实时的功率平衡调节,减弱光伏阵列输出波动和负荷变化对微网的不利影响,验证了混合控制策略设计的有效性。 【关键词】：微网 光伏发电 燃料电池 超级电容
【学位授予单位】：华北电力大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 微网的发展9-13
• 1.1.1 分布式发电系统9-10
• 1.1.2 微网的提出10-11
• 1.1.3 微网的研究现状11-13
• 1.2 光伏发电系统13-15
• 1.2.1 光伏发电的发展14
• 1.2.2 基于微网的光伏发电系统分析14-15
• 1.3 本文主要的研究内容15-17
• 第2章 燃料电池的特性分析17-26
• 2.1 概述17-20
• 2.1.1 燃料电池的发展17-18
• 2.1.2 燃料电池的分类18-19
• 2.1.3 燃料电池的优点19-20
• 2.2 燃料电池的工作原理20-24
• 2.2.1 燃料电池的结构20-23
• 2.2.2 燃料电池的特性23-24
• 2.3 燃料电池在分布式发电中的应用24-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 光伏型微网的基本特性分析26-35
• 3.1 微网的稳定性26-28
• 3.1.1 联网运行26-27
• 3.1.2 孤岛运行27-28
• 3.2 分布式电源的仿真模型28-30
• 3.2.1 光伏的输出功率与负荷需求关系29
• 3.2.2 微网对光伏发电输出的需求29-30
• 3.3 各种储能方式的比较选择30-31
• 3.4 混合储能系统的协调控制31-34
• 3.5 本章小结34-35
• 第4章 光伏型微网动稳特性研究35-51
• 4.1 光伏电池35-41
• 4.1.1 工作原理和输出特性35-37
• 4.1.2 等效物理模型37-38
• 4.1.3 光伏电池的仿真模型38-41
• 4.2 MPPT控制41-45
• 4.2.1 MPPT控制方法41-44
• 4.2.2 改进的扰动观察法44-45
• 4.3 光伏型微网分析45-50
• 4.3.1 光伏发电系统的结构45-46
• 4.3.2 系统能量的控制46-50
• 4.4 本章小结50-51
• 第5章 仿真分析51-67
• 5.1 光伏电池的仿真验证51-55
• 5.1.1 光伏阵列输出特性V-I仿真验证51-54
• 5.1.2 MPPT研究54-55
• 5.2 储能系统的仿真验证分析55-62
• 5.2.1 燃料电池组充放电仿真分析55-58
• 5.2.2 超级电容器充放电仿真58-62
• 5.3 光伏发电系统输出分析62-66
• 5.3.1 混合互补放电分析62-64
• 5.3.2 综合仿真分析64-66
• 5.4 本章小结66-67
• 第6章 结论与展望67-69
• 参考文献69-73
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果73-74
• 致谢74

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