离网型风光互补发电系统的MPPT和储能控制策略的研究

发布时间：2017-03-27 04:08

  本文关键词：离网型风光互补发电系统的MPPT和储能控制策略的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着全球经济的突飞猛进和人类文明的不断进步,能源问题日益突出。化石能源趋于枯竭,在国家大力的支持和技术不断提升下风能和太阳能作为一种绿色、可持续能源供给逐渐发展为战略替代能源。相对于传统的不可再生能源,风能和太阳能不仅绿色无污染而且可以无穷无尽的利用。同时,由于风能和太阳能在时间和空间上的互补而提出的风光互补发电更是得到了空前的发展。论文针对风光互补发电系统中的系统拓扑结构、最大功率跟踪以及储能控制问题展开了研究。首先,在阐述风光互补发电系统发展背景的基础上了解了风光互补发电系统的概念、特点及国内外发展现状,深入分析了风力发电系统和光伏发电系统的组成和基本原理,同时在Simulink环境下分别建立了两个子系统的仿真模型并分析了其特性;其次,分别研究了风力发电系统和光伏发电系统的最大功率跟踪问题。通过对两个子系统跟踪原理和常用跟踪策略的分析,对光伏发电系统研究了一种变占空比步长阀值搜索的跟踪方法,对风力发电系统研究了一种变占空比步长扰动与插值法结合的跟踪方法,并分别建立了两个系统的仿真模型,验证了两种控制策略。同时,基于双输入Boost电路,在分析其工作过程和特性的基础上建立整体系统的模型并进行了仿真;最后,在了解风光互补发电系统中储能作用及类型的基础上详细介绍了蓄电池的工作原理及特性。对于蓄电池的充电控制,通过分析常用充电方法,研究了一种四段式的充电方法,并建立仿真模型,验证了其正确性和优越性。改进的MPPT方法和充电控制方法,经仿真后结果表明,改进的MPPT方法跟踪效果良好,提高了系统的跟踪精度和速度,减小了系统最大功率点处的震荡和系统的成本。四阶段充电过程更加接近蓄电池理想的充电过程,有利于延长蓄电池的循环使用寿命和提高性能。
【关键词】：风光互补发电 风力和光伏发电原理 系统拓扑结构 MPPT 四阶段充电法
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM61
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 研究背景与意义8-10
• 1.2 风光互补发电系统简介及特点10-12
• 1.3 风光互补发电系统在国内外的研究现状及趋势12-14
• 1.4 论文主要内容及章节安排14-15
• 2 风光互补发电系统原理及特性分析15-31
• 2.1 光伏发电系统及特性15-24
• 2.1.1 光伏电池及工作原理15-17
• 2.1.2 光伏电池等效电路及模型17-20
• 2.1.3 光伏电池仿真及输出特性分析20-24
• 2.2 风力发电系统及特性24-30
• 2.2.1 风力发电原理及相关理论24-26
• 2.2.2 风力发电机组及系统建模26-28
• 2.2.3 风力发电输出特性分析28-30
• 2.3 本章小结30-31
• 3 风光互补发电系统的MPPT控制策略研究31-57
• 3.1 光伏发电系统的MPPT控制31-34
• 3.1.1 光伏发电系统MPPT原理31-32
• 3.1.2 常用光伏发电系统的MPPT控制策略32-34
• 3.2 本文中光伏发电系统MPPT的实现34-40
• 3.2.1 改进扰动法的依据34-35
• 3.2.2 改进的扰动法控制策略35-36
• 3.2.3 光伏系统改进MPPT控制策略的仿真36-40
• 3.3 风力发电系统的MPPT控制40-44
• 3.3.1 风力发电系统MPPT原理40-41
• 3.3.2 常用的风力发电MPPT控制策略41-44
• 3.4 本文中风力发电MPPT的实现44-51
• 3.4.1 改进方法的实现依据44-46
• 3.4.2 变占空比步长与插值法结合的控制策略46-49
• 3.4.3 风力发电系统改进控制策略的仿真49-51
• 3.5 基于双输入BOOST变换器的MPPT实现51-56
• 3.5.1 风光互补双输入DC/DC电路51-53
• 3.5.2 基于双输入DC/DC变换器的仿真53-56
• 3.6 本章小结56-57
• 4 风光互补发电系统的储能及控制策略57-70
• 4.1 风光互补发电系统中储能类型及作用57-58
• 4.2 蓄电池充放电原理及特性58-63
• 4.3 常用的蓄电池充电控制策略63-66
• 4.4 蓄电池四段式充电控制策略66-67
• 4.5 四段式充电控制策略的实现仿真67-69
• 4.6 本章小结69-70
• 5 总结及展望70-72
• 参考文献72-75
• 攻读硕士期间发表学术论文情况75-76
• 致谢76

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