适于微网动稳特性的光伏发电系统的能量控制研究

【摘要】： 目前微网已逐渐成为分布式能源应用的趋势。本文针对微网中光伏发电系统输出不可控的特点,提出对光伏阵列的输出实行长时和短时能量管理。基于光伏阵列日输出预测以及微网内部能量规划提供光伏发电系统的日输出参考作为长时能量管理目标。通过短时能量管理控制不可预测的负荷变化或光伏阵列输出骤变情况。利用蓄电池和超级电容器混合储能系统实现能量管理。基于PSCAD／EMTDC平台搭建了光伏阵列,超级电容器和蓄电池储能系统的仿真模型,并设计了相应的控制策略。仿真结果表明,混合储能系统能够实现良好的日负荷预测跟踪,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】：光伏发电 微网 能量管理 超级电容 蓄电池
【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】：2010
【分类号】：TM615
【目录】：

• 中文摘要3
• 英文摘要3-6
• 第一章 绪论6-15
• 1.1 微网的发展6-10
• 1.1.1 分布式发电系统概况6
• 1.1.2 微网的提出6-8
• 1.1.3 微网的研究现状8-10
• 1.2 光伏发电系统10-13
• 1.2.1 光伏发电的发展10-11
• 1.2.2 传统的光伏发电系统11-12
• 1.2.3 基于微网的光伏发电系统分析12-13
• 1.3 本文的主要研究内容13-15
• 1.3.1 选题意义13
• 1.3.2 主要工作安排13-15
• 第二章 光伏型微网的动稳特性分析15-23
• 2.1 微网的稳定性分析15-17
• 2.1.1 与主网相连时的控制分析15-16
• 2.1.2 孤岛运行状态分析16
• 2.1.3 微网内电源的协调控制16-17
• 2.2 光伏发电系统的输出特性分析17-19
• 2.2.1 光伏的输出功率与负荷需求关系18
• 2.2.2 微网对光伏发电输出的需求分析18-19
• 2.3 光伏侧本地能量管理系统19-22
• 2.3.1 系统能量控制目标19-20
• 2.3.2 各种储能方式的比较选择20-21
• 2.3.3 混合储能系统的协调控制21-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第三章 光伏发电侧本地能量管理控制研究23-46
• 3.1 光伏发电电源23-29
• 3.1.1 光伏电池的输出特性分析23-25
• 3.1.2 硅光伏电池的等效物理模型25
• 3.1.3 光伏电池的仿真模型研究25-29
• 3.2 MPPT控制的研究29-32
• 3.2.1 MPPT控制方法29-32
• 3.2.2 改进扰动观察法的实现32
• 3.3 光伏侧本地能量管理系统的实现32-45
• 3.3.1 光伏发电系统的结构设计32-34
• 3.3.2 超级电容器储能系统研究34-38
• 3.3.3 蓄电池储能系统研究38-43
• 3.3.4 混合储能控制策略的改进43-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第四章 仿真分析46-64
• 4.1 光伏电源的仿真验证46-50
• 4.1.1 光伏阵列输出V-I仿真验证46-49
• 4.1.2 光伏阵列的输出功率跟踪49-50
• 4.2 储能系统的充放电验证分析50-57
• 4.2.1 超级电容器充放电仿真分析50-53
• 4.2.2 蓄电池组充放电仿真分析53-57
• 4.3 带储能的光伏发电系统输出分析57-63
• 4.3.1 混合储能互补分析57-60
• 4.3.2 综合案例分析60-63
• 4.4 本章小结63-64
• 第五章 结论和展望64-66
• 5.1 结论64-65
• 5.2 展望65-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-71
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况71

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