基于混合储能的光储微电网研究

发布时间：2023-04-22 11:31

　　摘要：随着世界性的能源危机持续发酵,发展新能源已刻不容缓,太阳能作为分布最广,最廉价,最清洁的能源,受到了世界各国越来越多的关注。由于光伏发电的输出功率受环境的影响很大,随着光伏电池并网规模越来越大,光伏输出的功率波动会给电网造成很大的冲击。因此,本文围绕削弱光伏系统功率波动展开研究,提出了基于混合储能的太阳能光伏系统。以光伏电池模型和MPPT控制方法为基础,然后将蓄电池和超级电容引入系统,组成光储微电网。 本文以光储系统为研究对象,采用直流母线结构,以抑制输出功率波动,维持直流母线电压稳定为研究目的,建立了光伏电池模型,并用此模型验证光伏特性。研究了MPPT控制的最常用的三种方法,文中采用导纳增量法。MPPT控制模块通过产生PWM波调制和光伏阵列相连的Boost电路开关器件的占空比来实现MPPT控制。而后研究了蓄电池和超级电容混合储能系统的拓扑结构、数学模型和控制方法,并且对蓄电池和超级电容的容量进行了定容分析。 重点研究了蓄电池和超级电容混合储能的控制策略,根据蓄电池容量大但响应速度慢而超级电容容量小但响应速度快的特点,设计了分频控制策略,采用一个低通滤波器将功率波动分为高频和低频...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 光储微电网的意义和背景
    1.2 光伏系统的研究现状
        1.2.1 光伏系统在国外的发展
        1.2.2 光伏系统在国内的发展
    1.3 光储微电网的类型分析
    1.4 本文的主要研究内容
2 光伏电池的数学模型和MPPT的应用研究
    2.1 光伏电池的数学模型和仿真
        2.1.1 光伏电池的数学模型
        2.1.2 光伏电池的仿真
    2.2 MPPT方法分析和比较
        2.2.1 恒压法
        2.2.2 扰动观测法
        2.2.3 导纳增量法
    2.3 基于MPPT的光伏模型的实现
        2.3.1 Boost变换电路原理分析
        2.3.2 Boost变换电路在MPPT中的应用
    2.4 基于MPPT的光伏模型的仿真验证
    2.5 本章小结
3 带有储能设备的光伏系统的研究
    3.1 储能元件的数学模型
        3.1.1 超级电容器的模型
        3.1.2 大容量蓄电池的模型
    3.2 混合储能光伏系统的构成及其工作原理
        3.2.1 系统的结构分析
        3.2.2 双向 DC-DC 变换器的分析
        3.2.3 直流母线的恒压实现
        3.2.4 储能元件的定容
        3.2.5 储能系统的仿真研究
    3.3 本章小结
4 自适应模糊PID在混合储能控制系统中的应用
    4.1 基于分频作用的协调控制策略
        4.1.1 分频控制的原理分析
        4.1.2 分频控制的协调控制策略的设计
        4.1.3 低通截止频率的选择
    4.2 自适应模糊PID的应用
        4.2.1 分频协控制策略的优化分析
        4.2.2 自适应模糊PI控制
    4.3 基于自适应模糊PI控制器的协控制策略
    4.4 本章小结
5 基于混合储能的光储微网的设计与仿真
    5.1 混合储能光伏系统的仿真验证
    5.2 光储并网的功率平衡分析
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间主要的研究成果目录
致谢



本文编号：3797555