电压基准变步长直流解耦光伏发电与储能技术研究
发布时间：2021-05-09 22:02
光伏发电作为清洁的发电方式,可为企业供电,但单纯的光伏发电驱动电动机可能存在供电形式单一和发电量不足等问题,无法完全适应电动机等动力负载的工作需求,此外,实际工作中,电动机的馈能现象频繁发生,采用电阻消耗的方式不利于能源的有效利用。针对上述问题,本文以驱动电动机的独立光伏发电系统与实用的能源路由器为研究背景,研究光伏发电与储能技术,包括光伏最大功率点跟踪和三端口全桥DC/DC变换器解耦控制策略,以便提高系统的稳定性和效率。首先,针对现有的光伏MPPT算法中存在的最大功率点右侧跟踪步长控制不当导致的跟踪稳定性不理想的问题,在现有变步长电导增量法的基础上,提出了一种电压基准右侧变步长电导增量法,研究采取收敛步长调整系数参与变步长跟踪,精细地控制右侧跟踪步长,可在实现快速、无误判跟踪最大功率点的同时增加跟踪过程的稳定性,更好的降低功率振荡,并用Matlab/Simulink对此算法进行了仿真。其次,针对现有的三端口全桥DC/DC变换器解耦控制方法在控制直流端口功率传输时存在较大的功率振荡的问题,在现有的解耦控制方法基础上结合串联和并联谐振电路的特点,提出结合复合谐振网络的三端口全桥DC/DC...
【文章来源】：河北工程大学河北省
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 光伏发电发展现状
1.3 国内外研究现状
1.3.1 光伏最大功率点跟踪控制算法
1.3.2 三端口变换器
1.4 主要研究内容
第2章 光伏MPPT控制与三端口全桥变换器
2.1 光伏MPPT原理
2.1.1 光伏电池的输出特性
2.1.2 光伏MPPT基本原理与拓扑结构
2.2 光伏MPPT控制算法
2.2.1 光伏MPPT控制算法分类
2.2.2 光伏MPPT算法的评价指标
2.3 三端口全桥变换器拓扑结构
2.4 变换器稳态模型
2.4.1 变换器交流等效模型
2.4.2 变换器功率传输关系
2.5 谐振电路
2.6 本章小结
第3章 电压基准右侧变步长光伏MPPT算法研究
3.1 现有光伏MPPT算法分析
3.2 电压基准右侧变步长电导增量法
3.3 电压基准右侧变步长MPPT算法分析
3.4 电压基准右侧变步长光伏MPPT算法的操作流程
3.5 仿真验证
3.5.1 仿真与分析
3.5.2 仿真结论
3.6 本章小结
第4章 三端口全桥DC/DC变换器直流解耦控制研究
4.1 现有三端口变换器解耦方法分析
4.2 三端口全桥DC/DC变换器直流解耦拓扑
4.3 直流解耦控制拓扑稳态分析
4.4 工作模态分析
4.5 仿真验证
4.5.1 仿真模拟
4.5.2 仿真结论
4.6 本章小结
第5章 光伏发电系统驱动三相异步电动机变频调速研究
5.1 三相异步电动机变频调速控制算法
5.2 光伏发电系统驱动电动机过程
5.2.1 光伏发电驱动电动机的工作过程
5.2.2 光伏发电与储能技术为电动机供电的工作过程
5.2.3 光伏发电与储能技术回收电动机馈能工作过程
5.3 仿真验证
5.4 本章小结
第6章 光伏发电与储能技术实验平台设计与实验结果
6.1 光伏MPPT电路硬件设计
6.1.1 主电路设计
6.1.2 电压采样电路设计
6.1.3 电流采样电路设计
6.1.4 驱动电路设计
6.2 三端口全桥DC/DC变换器硬件电路设计
6.2.1 主电路设计
6.2.2 电压采样电路设计
6.2.3 电流采样电路设计
6.2.4 开关管及驱动电路设计
6.2.5 三端口高频变压器设计
6.2.6 复合谐振电路设计
6.3 控制系统软件设计
6.3.1 DSP控制器主程序
6.3.2 数据采样中断子程序
6.4 实验结果与分析
6.4.1 光伏MPPT实验结果
6.4.2 三端口变换器直流解耦拓扑实验结果
6.5 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 论文总结
7.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果
致谢
作者简介
附录Ⅰ
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于RBF神经网络的风光互补路灯系统MPPT研究[J]. 李自成,王志豪. 自动化与仪表. 2020(01)
[2]LLC谐振变换器PO模式增益公式与模式边界条件分析[J]. 刘硕,苏建徽,赖纪东,张健,汪海宁. 电力系统自动化. 2020(06)
[3]基于GBDT和神经网络的光伏发电组合预测[J]. 范程岸,刘博文. 无线互联科技. 2020(01)
[4]一种宽范围软开关高增益的双向多端口变换器[J]. 汪海涛,李华,刘俊峰. 电力电子技术. 2019(11)
[5]基于下垂移相的三端口直流能量路由器功率协调控制策略[J]. 涂春鸣,栾思平,肖凡,兰征. 电网技术. 2019(11)
[6]光伏系统MPPT双模糊自适应扰动观察法研究[J]. 张巍,汪洋,倪浩,梁渊然. 电源技术. 2019(09)
[7]面向风光储直流微网系统的多端口变换器设计[J]. 刘慧,潘庭龙. 系统仿真学报. 2019(09)
[8]一种变步长扰动观察法在光伏MPPT中的应用[J]. 张光明,刘毅力,马龙涛,叶炳均. 西安工程大学学报. 2019(04)
[9]基于SVPWM的矢量控制变频调速系统的研究[J]. 李瑾. 湖北工程学院学报. 2019(03)
[10]光伏发电系统最大功率点跟踪技术综述[J]. 靳肖林,文尚胜,倪浩智,杨禹轩,文玉良. 电源技术. 2019(03)
博士论文
[1]多端口级联多电平变换器及其在电机驱动中的应用研究[D]. 王盼.武汉大学 2018
[2]级联型多电平逆变器的SVPWM控制系统研究[D]. 卢峥.湖南大学 2018
硕士论文
[1]汉能控股集团太阳能光伏业务发展战略研究[D]. 齐花蕊.兰州理工大学 2019
[2]基于复合式全桥LLC谐振变换器的充电模块研究与设计[D]. 杨志强.西安理工大学 2019
[3]光伏发电系统最大功率点跟踪控制策略研究[D]. 孔飞.沈阳工业大学 2019
[4]光伏阵列MPPT方法优化及光伏发电模拟软件设计开发[D]. 乔宇.东北电力大学 2019
[5]混合储能系统三端口变换器结构及控制策略研究[D]. 郑业烜.哈尔滨工业大学 2018
[6]用于复合储能的三端口DC/DC变换器研究[D]. 刘宝宝.北京交通大学 2018
[7]单相并网式微型光伏逆变器的设计[D]. 杨文燕.北京交通大学 2018
[8]全桥隔离型双向DC-DC变换器研究[D]. 李乾.北京交通大学 2018
[9]电动汽车三端口全桥DC/DC变换器的研究[D]. 纪婧.浙江大学 2017
[10]光储发电系统三端口DC/DC变换器硬解耦与控制方法研究[D]. 杨旭.哈尔滨工业大学 2016
本文编号：3178102
【文章来源】：河北工程大学河北省
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 光伏发电发展现状
1.3 国内外研究现状
1.3.1 光伏最大功率点跟踪控制算法
1.3.2 三端口变换器
1.4 主要研究内容
第2章 光伏MPPT控制与三端口全桥变换器
2.1 光伏MPPT原理
2.1.1 光伏电池的输出特性
2.1.2 光伏MPPT基本原理与拓扑结构
2.2 光伏MPPT控制算法
2.2.1 光伏MPPT控制算法分类
2.2.2 光伏MPPT算法的评价指标
2.3 三端口全桥变换器拓扑结构
2.4 变换器稳态模型
2.4.1 变换器交流等效模型
2.4.2 变换器功率传输关系
2.5 谐振电路
2.6 本章小结
第3章 电压基准右侧变步长光伏MPPT算法研究
3.1 现有光伏MPPT算法分析
3.2 电压基准右侧变步长电导增量法
3.3 电压基准右侧变步长MPPT算法分析
3.4 电压基准右侧变步长光伏MPPT算法的操作流程
3.5 仿真验证
3.5.1 仿真与分析
3.5.2 仿真结论
3.6 本章小结
第4章 三端口全桥DC/DC变换器直流解耦控制研究
4.1 现有三端口变换器解耦方法分析
4.2 三端口全桥DC/DC变换器直流解耦拓扑
4.3 直流解耦控制拓扑稳态分析
4.4 工作模态分析
4.5 仿真验证
4.5.1 仿真模拟
4.5.2 仿真结论
4.6 本章小结
第5章 光伏发电系统驱动三相异步电动机变频调速研究
5.1 三相异步电动机变频调速控制算法
5.2 光伏发电系统驱动电动机过程
5.2.1 光伏发电驱动电动机的工作过程
5.2.2 光伏发电与储能技术为电动机供电的工作过程
5.2.3 光伏发电与储能技术回收电动机馈能工作过程
5.3 仿真验证
5.4 本章小结
第6章 光伏发电与储能技术实验平台设计与实验结果
6.1 光伏MPPT电路硬件设计
6.1.1 主电路设计
6.1.2 电压采样电路设计
6.1.3 电流采样电路设计
6.1.4 驱动电路设计
6.2 三端口全桥DC/DC变换器硬件电路设计
6.2.1 主电路设计
6.2.2 电压采样电路设计
6.2.3 电流采样电路设计
6.2.4 开关管及驱动电路设计
6.2.5 三端口高频变压器设计
6.2.6 复合谐振电路设计
6.3 控制系统软件设计
6.3.1 DSP控制器主程序
6.3.2 数据采样中断子程序
6.4 实验结果与分析
6.4.1 光伏MPPT实验结果
6.4.2 三端口变换器直流解耦拓扑实验结果
6.5 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 论文总结
7.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果
致谢
作者简介
附录Ⅰ
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于RBF神经网络的风光互补路灯系统MPPT研究[J]. 李自成,王志豪. 自动化与仪表. 2020(01)
[2]LLC谐振变换器PO模式增益公式与模式边界条件分析[J]. 刘硕,苏建徽,赖纪东,张健,汪海宁. 电力系统自动化. 2020(06)
[3]基于GBDT和神经网络的光伏发电组合预测[J]. 范程岸,刘博文. 无线互联科技. 2020(01)
[4]一种宽范围软开关高增益的双向多端口变换器[J]. 汪海涛,李华,刘俊峰. 电力电子技术. 2019(11)
[5]基于下垂移相的三端口直流能量路由器功率协调控制策略[J]. 涂春鸣,栾思平,肖凡,兰征. 电网技术. 2019(11)
[6]光伏系统MPPT双模糊自适应扰动观察法研究[J]. 张巍,汪洋,倪浩,梁渊然. 电源技术. 2019(09)
[7]面向风光储直流微网系统的多端口变换器设计[J]. 刘慧,潘庭龙. 系统仿真学报. 2019(09)
[8]一种变步长扰动观察法在光伏MPPT中的应用[J]. 张光明,刘毅力,马龙涛,叶炳均. 西安工程大学学报. 2019(04)
[9]基于SVPWM的矢量控制变频调速系统的研究[J]. 李瑾. 湖北工程学院学报. 2019(03)
[10]光伏发电系统最大功率点跟踪技术综述[J]. 靳肖林,文尚胜,倪浩智,杨禹轩,文玉良. 电源技术. 2019(03)
博士论文
[1]多端口级联多电平变换器及其在电机驱动中的应用研究[D]. 王盼.武汉大学 2018
[2]级联型多电平逆变器的SVPWM控制系统研究[D]. 卢峥.湖南大学 2018
硕士论文
[1]汉能控股集团太阳能光伏业务发展战略研究[D]. 齐花蕊.兰州理工大学 2019
[2]基于复合式全桥LLC谐振变换器的充电模块研究与设计[D]. 杨志强.西安理工大学 2019
[3]光伏发电系统最大功率点跟踪控制策略研究[D]. 孔飞.沈阳工业大学 2019
[4]光伏阵列MPPT方法优化及光伏发电模拟软件设计开发[D]. 乔宇.东北电力大学 2019
[5]混合储能系统三端口变换器结构及控制策略研究[D]. 郑业烜.哈尔滨工业大学 2018
[6]用于复合储能的三端口DC/DC变换器研究[D]. 刘宝宝.北京交通大学 2018
[7]单相并网式微型光伏逆变器的设计[D]. 杨文燕.北京交通大学 2018
[8]全桥隔离型双向DC-DC变换器研究[D]. 李乾.北京交通大学 2018
[9]电动汽车三端口全桥DC/DC变换器的研究[D]. 纪婧.浙江大学 2017
[10]光储发电系统三端口DC/DC变换器硬解耦与控制方法研究[D]. 杨旭.哈尔滨工业大学 2016
本文编号：3178102
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