监督预测控制在风光互补发电系统中的应用

发布时间：2017-10-03 08:33

  本文关键词：监督预测控制在风光互补发电系统中的应用

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【摘要】：随着中国经济的持续高速增长,环境日益恶化能源危机凸显,环境保护和新能源技术越来越受到重视。风能和太阳能具有零污染、无辐射、分布广泛、永不枯竭等诸多不可多得的优点,成为最有发展前景的可再生能源。风光互补发电系统能很好的发挥他们时空互补特性,将间歇性的风能和太阳能通过有效的转化、存储、控制等手段,形成稳定的电力供给,是新能源领域研究与应用的前沿热点。风光互补发电系统由风力发电子系统、光伏发电子系统、蓄电池组储能子系统组成。各部分单独设计、独立运行,所以必须依据风力、光强、温度和负荷的变化统筹协调,确保发电系统稳定、经济、安全、高质地运行。本文首先针对风力发电的高度本质非线性特征,设计滑模控制器,使其能在全工况下都可以很好响应负荷变化。其次,设计光伏电池的变结构控制器,对其进行最大功率点跟踪(MPPT)控制,提高光伏电池转换效率,降低光伏发电成本。再次,基于风力发电优先,光伏发电配合,必要时候再用蓄电池补充的原则,设计出监督预测控制器进行智能管理。在复杂气象条件、变负荷的扰动下,合理分配子系统的发电功率。即可满足负载的需求,还可限制子系统输出功率的过大波动,保护发电系统设备。最后,反复仿真研究,验证了控制器设计的有效性与可靠性。
【关键词】：太阳能 风能 滑模控制 风光互补发电系统 监督预测控制
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM61
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题背景9-12
• 1.2 风光互补发电系统研究现状12-13
• 1.3 监督预测控制研究现状13-15
• 1.4 本文的研究内容15-16
• 第2章 基础知识16-29
• 2.1 滑模变结构控制理论16-21
• 2.1.1 滑模变结构控制的发展历史16-17
• 2.1.2 滑模变结构控制的数学描述17-18
• 2.1.3 滑模变结构控制的基本要素18-20
• 2.1.4 滑模变结构控制的优缺点20-21
• 2.2 模型预测控制理论21-28
• 2.2.1 模型预测控制的发展历史21-22
• 2.2.2 模型预测控制的基础知识22-25
• 2.2.3 模型预测控制的算法示例25-28
• 2.3 本章小结28-29
• 第3章 风光互补发电系统的数学模型29-39
• 3.1 风力发电子系统的数学模型29-33
• 3.2 光伏发电子系统的数学模型33-36
• 3.3 蓄电池储能系统的数学模型36-38
• 3.4 风光互补发电系统的数学模型38
• 3.5 本章小结38-39
• 第4章 风光互补发电系统滑模变结构控制器设计39-53
• 4.1 风力发电系统滑模变结构控制器设计39-44
• 4.1.1 风能充足时的工作模式39
• 4.1.2 风能不足时的工作模式39-40
• 4.1.3 工作模式的选择40-42
• 4.1.4 仿真结果及分析42-44
• 4.2 光伏发电系统滑模变结构控制器设计44-52
• 4.2.1 光照充足时的工作模式45
• 4.2.2 光照不足时的工作模式45-49
• 4.2.3 光伏发电系统的控制策略49
• 4.2.4 仿真结果及分析49-52
• 4.3 本章小结52-53
• 第5章 风光互补发电系统监督预测控制器设计53-63
• 5.1 引言53
• 5.2 问题描述53-55
• 5.3 监督预测控制器设计55-56
• 5.4 仿真结果及分析56-61
• 5.5 本章小结61-63
• 第6章 结论与展望63-65
• 6.1 结论63-64
• 6.2 展望64-65
• 附录65-66
• 参考文献66-71
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果71-72
• 致谢72

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本文编号：964232