基于虚拟同步电机的光储发电系统控制研究
发布时间：2023-02-12 10:59
近年来社会和科技的高速发展,各国政府越来越注重分布式能源(Distributed Generation,DG)的发展,其中新能源在分布式能源中逐渐占据着主导地位。由于新能源的不稳定性,微电网在高效使用清洁能源的同时,也需要良好的并网技术来提高分布式能源渗透率。虚拟同步发电(virtual synchronous generator,VSG)技术面对新能源挑战时,能够使分布式逆变电源表现出具备同步发电机相似特性,从而提高微电网的稳定性和兼容性。为了虚拟同步控制策略中控制参数可以灵活调节,对其进行小信号模型分析,探讨合理的自适应控制方式。然后考虑到光储发电系统协调控制,同时在微电网中并网逆变器的能量能够双向流动,对虚拟同步发电技术进一步展开讨论,最后搭建在Matlab/Simulink中搭建系统模型,并在不同案例下对相关控制策略进行验证。本文主要研究内容如下:1)研究光储系统直流侧光伏和储能模块的工作原理、数学模型及等效电路。光伏模块中根据电压-功率曲线斜率的变化关系,分析电池最大功率点跟踪(MPPT),提出一种根据由电压变化阀值区分变步长与定步长结合的混合步长控制策略。储能模块中,分析其...
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题的背景及意义
1.2 光伏和储能的研究现状
1.2.1 光伏和储能发展的国外现状
1.2.2 光伏和储能发展的国内现状
1.3 虚拟同步技术的研究现状
1.3.1 虚拟同步技术发展的国外现状
1.3.2 虚拟同步技术发展的国内现状
1.4 本文的研究思路与章节安排
第二章 微电源建模及其变流器控制策略研究
2.1 光储发电系统介绍
2.2 光伏系统分析
2.2.1 光伏电池的工作原理及其模型
2.2.2 光伏电池模型及其输出特性
2.2.3 最大功率跟踪原理
2.2.4 基于改进混合步长的最大功率跟踪控制方式
2.2.5 改进型最大功率跟踪控制的仿真分析
2.3 储能系统分析
2.3.1 蓄电池的模型
2.3.2 蓄电池自适应控制原理
2.3.3 蓄电池充放电的特性仿真分析
2.4 本章小结
第三章 虚拟同步发电机技术的控制研究
3.1 引言
3.2 虚拟同步发电机的数学模型
3.3 虚拟同步发电机的控制策略
3.4 虚拟同步发电机控制参数分析
3.4.1 有功调节分析
3.4.2 无功调节分析
3.4.3 改进型自适应模型分析
3.4.4 改进型自适应模型参数整定
3.5 虚拟同步发电机仿真分析
3.5.1 离网状态下的控制仿真
3.5.2 并网状态下的控制仿真
3.6 本章小结
第四章 光储系统的协调控制策略研究
4.1 引言
4.2 光储系统结构
4.3 光储系统的运行模式
4.3.1 系统模型分析
4.3.2 系统运行方式
4.3.3 离网运行控制策略
4.3.4 并网运行控制策略
4.4 光储系统直流侧变流器控制方式
4.4.1 光伏系统DC/DC变流器控制方式
4.4.2 储能装置双向DC/DC变流器控制方式
4.5 基于虚拟同步技术的双向变流器分析
4.5.1 基于虚拟同步电机控制的整流侧分析
4.5.2 整流小信号模型分析
4.5.3 整流侧参数整定方法
4.5.4 参数设计实例
4.6 储能单元的配置
4.6.1 过阻尼状态下分析
4.6.2 欠阻尼状态下分析
4.6.3 临界阻尼状态下分析
4.7 本章小结
第五章 光储系统协调控制的仿真验证与分析
5.1 仿真模型搭建
5.2 仿真参数设计
5.2.1 Buck-Boost变流器设计
5.2.2 LCL滤波器设计
5.2.3 控制器参数
5.3 仿真结果
5.3.1 离网状态下仿真分析
5.3.2 并网状态下仿真分析
5.4 本章小结
第六章 结束语
6.1 主要工作与创新点
6.2 后续研究工作
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间取得的研究成果
本文编号：3740981
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题的背景及意义
1.2 光伏和储能的研究现状
1.2.1 光伏和储能发展的国外现状
1.2.2 光伏和储能发展的国内现状
1.3 虚拟同步技术的研究现状
1.3.1 虚拟同步技术发展的国外现状
1.3.2 虚拟同步技术发展的国内现状
1.4 本文的研究思路与章节安排
第二章 微电源建模及其变流器控制策略研究
2.1 光储发电系统介绍
2.2 光伏系统分析
2.2.1 光伏电池的工作原理及其模型
2.2.2 光伏电池模型及其输出特性
2.2.3 最大功率跟踪原理
2.2.4 基于改进混合步长的最大功率跟踪控制方式
2.2.5 改进型最大功率跟踪控制的仿真分析
2.3 储能系统分析
2.3.1 蓄电池的模型
2.3.2 蓄电池自适应控制原理
2.3.3 蓄电池充放电的特性仿真分析
2.4 本章小结
第三章 虚拟同步发电机技术的控制研究
3.1 引言
3.2 虚拟同步发电机的数学模型
3.3 虚拟同步发电机的控制策略
3.4 虚拟同步发电机控制参数分析
3.4.1 有功调节分析
3.4.2 无功调节分析
3.4.3 改进型自适应模型分析
3.4.4 改进型自适应模型参数整定
3.5 虚拟同步发电机仿真分析
3.5.1 离网状态下的控制仿真
3.5.2 并网状态下的控制仿真
3.6 本章小结
第四章 光储系统的协调控制策略研究
4.1 引言
4.2 光储系统结构
4.3 光储系统的运行模式
4.3.1 系统模型分析
4.3.2 系统运行方式
4.3.3 离网运行控制策略
4.3.4 并网运行控制策略
4.4 光储系统直流侧变流器控制方式
4.4.1 光伏系统DC/DC变流器控制方式
4.4.2 储能装置双向DC/DC变流器控制方式
4.5 基于虚拟同步技术的双向变流器分析
4.5.1 基于虚拟同步电机控制的整流侧分析
4.5.2 整流小信号模型分析
4.5.3 整流侧参数整定方法
4.5.4 参数设计实例
4.6 储能单元的配置
4.6.1 过阻尼状态下分析
4.6.2 欠阻尼状态下分析
4.6.3 临界阻尼状态下分析
4.7 本章小结
第五章 光储系统协调控制的仿真验证与分析
5.1 仿真模型搭建
5.2 仿真参数设计
5.2.1 Buck-Boost变流器设计
5.2.2 LCL滤波器设计
5.2.3 控制器参数
5.3 仿真结果
5.3.1 离网状态下仿真分析
5.3.2 并网状态下仿真分析
5.4 本章小结
第六章 结束语
6.1 主要工作与创新点
6.2 后续研究工作
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间取得的研究成果
本文编号：3740981
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3740981.html
