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光伏直流微电网功率控制与实现

发布时间:2018-09-08 18:39
【摘要】:如今传统能源短缺已经成为了各个国家所要面临的巨大挑战,因此新能源发电得到人们越来越多的关注。而在诸多可再生能源中,太阳能作为最具发展前景的清洁新能源被广泛关注。同时随着电力电子技术和储能元件技术的发展,使得分布式光伏微电网系统研究得到快速发展。其中,离网型直流微电网拥有运行稳定、控制简单等优点,亦受到重视。本文研究的对象是由光伏电池阵列、蓄电池和可控负载等组成的离网型光伏直流微电网系统。首先建立了光伏直流微电网模型,其中包括光伏电池的仿真模型,微电源接口电路Buck,Buck/Boost变换器电路仿真模型,蓄电池仿真模型。其次设计了光伏直流微电网功率控制策略,在光伏发电系统中应用了改进的自适应变步长扰动观察法的控制策略和恒压控制策略;储能系统中蓄电池通过电流电压双环PI控制,实现了蓄电池与直流母线双向充放电控制。对光伏直流微电网协调控制进行仿真分析,实现了光伏直流微电网功率的平衡。最后根据系统模型和控制策略,搭建了实验室光伏直流微电网实验平台,利用DSP2812搭建了硬件平台,并以此完成了光伏独立发电实验和在不同条件下的蓄电池充放电实验,实验结果进一步验证了所建立的光伏直流微电网功率控制的合理性。
[Abstract]:Nowadays, the shortage of traditional energy has become a great challenge for all countries, so new energy generation has been paid more and more attention. Among many renewable energy sources, solar energy, as the most promising clean new energy, has been widely concerned. At the same time, with the development of power electronics and energy storage technology, the research of distributed photovoltaic microgrid system has been developed rapidly. Among them, the off-grid DC microgrid has the advantages of stable operation, simple control and so on. The research object of this paper is an off-grid photovoltaic DC microgrid system composed of a photovoltaic cell array, a battery and a controllable load. Firstly, the photovoltaic DC microgrid model is established, including the photovoltaic cell simulation model, the micro-power interface circuit Buck,Buck/Boost converter circuit simulation model, the battery simulation model. Secondly, the power control strategy of photovoltaic DC microgrid is designed, and the improved adaptive variable step-size disturbance observation method and constant voltage control strategy are applied in photovoltaic power generation system, and the battery in energy storage system is controlled by current-voltage double loop PI. The control of charge and discharge between battery and DC bus is realized. The coordinated control of photovoltaic DC microgrid is simulated and analyzed, and the power balance of photovoltaic DC microgrid is realized. Finally, according to the system model and control strategy, the laboratory photovoltaic DC microgrid experimental platform is built, and the hardware platform is built by using DSP2812, and the photovoltaic independent generation experiment and battery charge and discharge experiment under different conditions are completed. The experimental results further verify the rationality of the power control of the photovoltaic DC microgrid.
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM727

【参考文献】

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本文编号:2231358

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