基于低频减载的光伏微网运行控制及小功率原型系统设计与实现

发布时间：2017-09-19 02:46

  本文关键词：基于低频减载的光伏微网运行控制及小功率原型系统设计与实现

  更多相关文章： 微网 孤岛模式 模糊逻辑控制器 频率控制 低频减载

【摘要】：随着环境污染的不断加重和传统能源的日益枯竭,低碳生活和环保能源的使用促进了微网的诞生。微网的建立,有一系列的益处,如提高大电网电能利用率,减少环境污染,提高供电的可靠性、安全性,提高电能质量等。因此,大力发展微网是智能电网未来的发展趋势和重要方向。本文基于安徽工程大学110kW光伏微网项目,为解决微网中负载分级控制问题,通过模糊控制器来实现孤岛微网的低频减载策略。并设计与实现一个小功率微网原型系统,使之能够孤岛运行。首先,介绍微网系统的研究背景和实际意义,阐述当今微网系统的研究价值和应用价值,介绍了国内外微网研究现状和发展现状。之后从微网的定义、结构和特点三个方面,介绍了微网系统。其次,详细分析了光伏电池的数学模型和其工作特性,并在matlab/simulink中建立光伏电池的仿真模型。分析了微网中不同控制策略,在matlab/simulink中建立孤岛式微网系统仿真模型。再次,研究孤岛模式下的低频减载策略。在微网孤岛模式下,由于分布式电源发电量和负载之间的不平衡,导致系统频率的变化过大,从而不满足电能质量要求。文章提出一种基于模糊逻辑控制器的孤岛模式下微网低频减载策略。在之前所建立的孤岛式微网中加入低频减载控制模型,通过仿真验证所提低频减载策略的有效性。介绍小功率微网原型系统,对搭建的微网实验小平台,进行运行调试,通过最终的实验结果验证所设计的小平台的可用性。最后,对本课题进行总结和展望。文章中建立了光伏微网模型,为实现在频率不稳定时对负载的分级控制,加入了低频减载策略。但在实际运用中,由于考虑的情况更加复杂,文中的微网系统和低频减载策略还有待进一步研究和实现。随着微网技术的发展,随着智能电网的不断推广,微网技术将在电力系统中广泛应用,给广大用户带来便捷。
【关键词】：微网 孤岛模式 模糊逻辑控制器 频率控制 低频减载
【学位授予单位】：安徽工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM615;TM76
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 第1章 绪论13-20
• 1.1 课题研究背景和意义13-14
• 1.2 国内外微网的研究现状14-15
• 1.2.1 国外研究现状14-15
• 1.2.2 国内研究现状15
• 1.3 微网研究概述15-18
• 1.3.1 微网定义15-16
• 1.3.2 微网结构16-17
• 1.3.3 微网特点17-18
• 1.4 本文的主要工作18-20
• 第2章 光伏微网系统研究与仿真20-41
• 2.1 光伏电池模型及仿真分析20-30
• 2.1.1 光伏发电原理20
• 2.1.2 光伏电池数学模型20-22
• 2.1.3 光伏电池工作特性仿真分析22-24
• 2.1.4 光伏电池MPPT模型24-26
• 2.1.5 光伏电池MPPT仿真分析26-30
• 2.2 蓄电池模型及仿真分析30-36
• 2.2.1 蓄电池充放电原理30-31
• 2.2.2 蓄电池等效模型和充放电电路31-33
• 2.2.3 蓄电池充放电控制策略分析33-35
• 2.2.4 蓄电池仿真分析35-36
• 2.3 逆变器控制策略分析及模块搭建36-40
• 2.3.1 下垂控制策略分析36-37
• 2.3.2 P/Q控制策略分析37-38
• 2.3.3 V/f控制策略分析38-39
• 2.3.4 逆变器控制模块搭建39-40
• 2.4 本章小结40-41
• 第3章 基于低频减载的光伏微网仿真分析41-53
• 3.1 孤岛式微网仿真模型41-44
• 3.2 低频减载策略分析及模块搭建44-51
• 3.2.1 低频减载策略分析44
• 3.2.2 基于模糊逻辑控制器的低频减载策略44-45
• 3.2.3 模糊逻辑控制器的设计45-48
• 3.2.4 仿真结果与分析48-51
• 3.3 本章小结51-53
• 第4章 微网小功率原型系统设计与实现53-71
• 4.1 小功率原型系统的结构设计53-54
• 4.1.1 系统结构硬件设计53-54
• 4.1.2 系统原理54
• 4.2 小功率原型系统的硬件设计54-63
• 4.2.1 主控板电路设计54-57
• 4.2.2 IPM电路设计57-59
• 4.2.3 LCL滤波电路设计59-60
• 4.2.4 数据采集电路设计60-61
• 4.2.5 A/D转换电路设计61-63
• 4.3 小功率原型系统的软件设计63-66
• 4.3.1 主程序的设计63-64
• 4.3.2 初始化程序的设计64-65
• 4.3.3 采样程序的设计65-66
• 4.4 小功率原型系统的搭建和运行66-69
• 4.4.1 实验平台的搭建66-68
• 4.4.2 实验结果分析68-69
• 4.5 本章小结69-71
• 第5章 总结与展望71-73
• 5.1 本文研究工作总结71-72
• 5.2 本文研究工作展望72-73
• 参考文献73-77
• 攻读学位期间取得的科研成果77-78
• 致谢78

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本文编号：879044