单相并离网光伏储能系统控制及能量管理研究

发布时间：2020-02-19 00:36

【摘要】：随着全球性能源危机和环境日益恶化,太阳能光伏发电技术因其符合可持续发展的战略要求被各国大力推广利用。由于光伏发电系统多元性以及受环境变化随机性,整个系统的控制及其能量管理成为了当下的研究热点。本文在分析了光伏发电产业及相关控制技术现状的基础上,详细研究了由光伏电池、铅酸蓄电池、本地负载以及电网组成的分布式光伏储能系统的控制及能量管理策略。首先,针对传统并网型和离网型光伏系统不能最大限度利用太阳能的缺点,本文采用既能并网运行又能离网运行的直流母线式光伏系统结构,该结构扩展性强、稳定性高,能更好地利用太阳能。对系统中的光伏发电单元及蓄电池储能单元的工作特性进行了详细分析,同时对相应的功率转换单元:光伏接口变换器、双向DC/DC变换器以及单相逆变电路进行了研究。设计了光伏单元的最大功率点跟踪(MPPT)算法和蓄电池充放电控制,并对设计的MPPT算法进行了仿真验证。然后,针对系统即能并网又能离网运行的特点,本文详细设计了系统逆变器在并离网时的控制策略,并分别设计电流内环和电压外环的PI控制器。针对系统离网运行时逆变器带非线性负载能力有限的问题,提出了一种加入输出电流反馈的双环控制改进方法,仿真结果验证了改进的控制方法能大大提高系统离网运行时带非线性负载的能力。由于系统中包含光伏发电单元、蓄电池储能单元、电网以及负载多个模块,需对整个系统进行合理的能量管理,保证系统能量供需平衡。针对系统基于直流母线式结构,论文参考并改进直流母线电压水平信号控制法,应用改进的控制策略将系统整个运行过程分成4个工作模式,并详细分析了各个模式的运行状态以及模式切换间的能量流转。最后,在Matlab/Simulink中建立了仿真模型,对改进的能量管理控制策略进行了仿真验证,仿真结果表明了控制策略的可行性。
【图文】：

图 2-13 光照强度变化时 MPPT 跟踪效果图从图 2-13 看出，在光照强度发生变化后，变步长扰动快速稳定的跟踪了系统的最大功率点，响应时间快。3.当光照强度为 1000W/m2时，温度从 25°C 突变到 50°C，再从 50°C 降到5°C 时，变步长扰动观测法跟踪结果如图 2-14 所示：

图 2-13 光照强度变化时 MPPT 跟踪效果图从图 2-13 看出，在光照强度发生变化后，变步长扰动快速稳定的跟踪了系统最大功率点，响应时间快。3.当光照强度为 1000W/m2时，温度从 25°C 突变到 50°C，再从 50°C 降到C 时，变步长扰动观测法跟踪结果如图 2-14 所示：
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615

【参考文献】

相关期刊论文 前5条

1 陈昌松;段善旭;殷进军;蔡涛;;基于发电预测的分布式发电能量管理系统[J];电工技术学报;2010年03期

2 周恒俊;郭创新;;面向智能配网的能量管理系统体系结构[J];高电压技术;2010年08期

3 王松;一种基于神经网络的光伏电源最大功率控制系统[J];山东大学学报(工学版);2004年04期

4 曹文思;杨育霞;;基于状态空间平均法的BOOST变换器仿真分析[J];系统仿真学报;2007年06期

5 杨永健;李树秋;田志中;;分布式系统负载均衡中基于模糊控制的参数自适应调整算法[J];仪器仪表学报;2008年07期

相关硕士学位论文 前1条

1 肖青;光伏微网系统中蓄电池充放电控制技术研究[D];湖北工业大学;2012年

，

本文编号：2580859