优化电容组充放电过程的协同预测控制算法

发布时间：2023-04-05 15:32

　　随着科学技术的进步和生产力的提高,人们对电力系统的需求也正在日趋增长。电容器作为储能设备,以其电容量大、充放电寿命长、快速充放电等优势在新能源汽车、光伏系统和电栅拦鱼系统等领域都有广泛应用。然而,随着各种分布式用电系统越来越复杂,其控制的难度也逐渐增大,充电安全事件时有发生。这些安全事故不仅会对设备本身造成损坏,严重情况下还会对家庭和社会带来巨大的经济损失,甚至危及人身安全。因此,确保分布式用电系统中电容组充电过程的稳定性与安全性有着重要的应用价值和实践意义。电栅拦鱼系统是一种新型的渔业养殖技术,不仅便携、安装方便,并且环保节能,符合可持续发展的宏观导向。然而,目前对电栅拦鱼分布式电容组充放电控制的研究成果并不多,为保证电栅拦鱼分布式电容组的用电需求与应用安全,设计一套安全、可靠、灵活、稳定的充电系统是非常有必要的。电栅拦鱼分布式电容组在充电方面主要存在以下两个问题:1)在恒压充电模式下,对负载进行充电时会产生浪涌,对系统硬件造成损害,并且充电电流很高,过高的电流会产生很高的热效力,导致干路线缆因过热而下垂,存在安全隐患,可能会造成经济损失,甚至危及生命;2)为满足系统的用电需求,传统...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 电栅拦鱼系统放电研究现状
        1.2.2 充电系统负载调度研究现状
        1.2.3 多模块电源均流控制方法研究现状
    1.3 本文主要工作内容
    1.4 本文组织结构
第2章 相关理论基础
    2.1 电栅拦鱼系统结构及其工作原理简介
        2.1.1 电栅拦鱼系统结构
        2.1.2 电栅拦鱼系统工作原理
    2.2 基于节能优化的不完全放电过程
        2.2.1 完全放电过程
        2.2.2 基于节能的不完全放电过程
    2.3 DC-DC Buck电路的平均电流模型
    2.4 图论
        2.4.1 图论
        2.4.2 拉普拉斯矩阵的重要性质
    2.5 李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性理论
    2.6 模型预测控制算法
    2.7 本章小结
第3章 电容组充电预测优化开关控制
    3.1 概述
    3.2 系统物理模型建模
        3.2.1 系统整体结构
        3.2.2 储能节点的简单充电模型
        3.2.3 带开关控制的电容组充电非线性模型
    3.3 系统预测模型
    3.4 参考轨迹设计
    3.5 设计目标函数
    3.6 基于MPC的负载调度算法
    3.7 实验与仿真
        3.7.1 实验平台与仿真工具
        3.7.2 实验参数设置
        3.7.3 实验结果及分析
    3.8 本章小结
第4章 多模块并联电源分布式均流控制算法
    4.1 概述
    4.2 系统物理模型建模
        4.2.1 充电模块建模
        4.2.2 多模块充电系统数学模型
    4.3 系统通信模型建模
    4.4 控制律设计与稳定性证明
        4.4.1 控制目标
        4.4.2 控制律设计
        4.4.3 稳定性分析与证明
    4.5 实验与仿真
    4.6 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果



本文编号：3783665