风光互补逆变器串联发电系统功率平衡控制

发布时间：2019-07-19 21:08

【摘要】：随着能源消耗日益增加,全球环境污染日益加剧,因此迫切需要绿色能源的开发和利用。风光互补发电系统是实现资源优化配置的完美结合体,也是目前研究的热点。由于风光互补发电系统受外界环境的影响较大,运行过程中会出现功率不平衡现象,针对以上问题,文本研究了风光互补逆变器串联发电系统的功率平衡控制。在研究系统功率平衡控制的过程中,本文采用能量管理系统,根据能量管理与功率平衡之间的关系,将能量管理系统分为功率预测、功率分配、功率控制三部分。功率预测单元的作用是预测系统下一控制周期能够输出的功率：功率分配单元根据功率预测值、蓄电池剩余容量以及负载需求采用合理的算法实现系统的功率分配；功率控制单元通过一定控制策略实现风、光发电单元以及蓄电池输出指定功率。文中重点研究了功率分配和功率控制两部分。系统在进行功率分配时,首先对发电机组进行分类,然后根据机组类型对系统进行有功功率和无功功率的分配。在进行功率分配时,首选机组本身进行功率调节,如果不能满足系统功率需求,再用蓄电池补充发电系统与负载之间的功率差值。系统在进行功率控制时,首先根据直流侧电压与系统功率之间的动态平衡关系,将功率控制单元分为直流侧变换器控制和交流侧逆变器的控制两部分。采用功率外环、电流内环的双环控制实现蓄电池的充电和放电；通过控制DC/DC变换电路的占空比实现机侧功率跟踪控制；采用下垂控制实现交流侧逆变器的功率控制,交流侧功率控制包括功率、电压、电流三环控制。随后,对风光互补逆变器串联系统的进行了仿真验证,系统中每个逆变器均采用载波移相调制方法,五个单元串联得到十一电平的输出电压波形,仿真结果证明了控制策略的有效性。最后搭建了实验平台,对系统进行了初步的实验分析,实验结果验证了系统的可靠性。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM464

【参考文献】