风光互补发电系统控制策略的研究

发布时间：2020-06-04 16:09

【摘要】：伴随着社会的进步,科技水平的提高,以化石原料为主的能源结构已经无法满足人类日益增长的生活需求,再加上化石能源大量使用对环境的破坏,为了保护人类赖以生存的环境、实现能源的可持续发展,大规模开发利用新能源已成为社会的发展趋势。其中风能、太阳能这类可再生能源,以其资源丰富、清洁无污染等诸多优点备受关注,风能和太阳能又因其固有的优势得到广泛的应用。但是,风能和太阳能都存在一些相对的弊端,比如受天气影响大、供电稳定性较弱等。为了消除它们的弊端,我们可以利用风能和太阳能在时间、季节、地域上都存在互补性把风力发电和太阳发电相互结合,得到相对高效稳定的电量。风光互补发电系统的最大功率跟踪控制环节以及发电量稳定性问题的研究变的重要起来。文章中以风光互补发电系统作为课题研究对象。首先,通过构建风力发电部分、光伏发电部分和蓄电池的数学模型,具体分析了它们的工作原理,并在此基础上运用Matlab/Simulink对风力发电和光伏发电部分进行仿真,对仿真所得的输出特性曲线进行了分析。并通过分析得出蓄电池具有均衡风光混合发电输出功率的作用,能够减缓系统波动,提高风光混合发电系统产能的质量,与风力机和光伏电池结合形成风光储混合发电系统,更好的优化系统能量的传输。其次,在介绍风力发电和光伏发电仿真模型的基础上提出了最大功率跟踪的方法和原理。研究了几种典型的风力发电和光伏发电最大功率点跟踪策略,通过对比不同策略优缺点,运用梯度式扰动观察法和自适应变步长扰动观察法分别对风力发电和光伏发电最大功率点进行跟踪控制。并通过仿真验证了改进算法的可行性。最后,通过对蓄电池控制策略进行分析,确定了适合本系统蓄电池的充放电策略。铅酸蓄电池储能系统采用双向DC/DC逆变器与风光混合发电系统进行连接,为了更好的、更快速稳定电容器端电压从而达到迅速调节直流侧电流、稳定风光混合发电输出功率的目的,双向DC/DC逆变器采用双环PI控制结构,即在电压控制环内加入电流内环控制。最后,利用各个子系统模型组合搭建了风光互补直流微网的整体模型架构,经过Simulink仿真,验证了蓄电池在整个微网系统中控制的正确性与稳定性。图[46]参[61]表[3]
【图文】：

网结构,地球表面,太阳光,建模

直流微电网结构图

风轮,气流模型

图 2 风轮的气流模型Fig.2 Airflow model of the wind wheel1V 是风轮接受到迎风面的风速，，V 是风穿过风轮时的速度，2V 流速。1S 表示风刚经过风轮前的横截面积、S 为风实际流过风S 风吹过风轮后的横截面积。风轮就是由风的牵动才产生的能量
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM61

【参考文献】