带储能的太阳能光伏发电系统研究硕士学位论文

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1、国内图书分类号：密级：公开国际图书分类号：西南交通大学研究生学位论文带储能的太阳能光伏发电系统研究年级二○○九级姓名邓元实申请学位级别工学硕士专业电力电子与电力传动指导老师林国斌教授二零一二年四月十五日ClassifiedIndex:U.D.C:SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisRESEARCHONTHEPHOTOVOLTAICPOWERGENERATIONSYSTEMWITHENERGYSTORAGEEQUIPMENTGrade:2009Candidate:DengYuanshiAcademic

2、DegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:PowerElectronicsandPowerDrivesSupervisor:Prof.LinGuobinApr.2012西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密□，在年解密后适用

3、本授权书；2．不保密□，使用本授权书。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导老师签名：日期：日期：西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1）设计了一种带有储能系统的太阳能光伏并网系统。该系统除了具有传统并网型光伏系统的功能之外，还可以对并网功率进行功率平抑，削峰填谷，确保并网稳定性。2）搭建了并网型光伏系统仿真平台，基于Matlab/Simulink对算法进行了仿真分析。针对光伏电池侧系统，电网侧系统和储能系统搭建了实验平台验证算法的正确性。为了解决三相并网逆变器启动时网侧电流瞬间有过大冲击，采

4、用了“d轴电流爬山法”算法以减小电流冲击，并通过仿真验证了该算法的正确性。3）深入分析了储能双向变流器的控制策略，讨论了带储能设备的光伏并网系统的运行工况，完成了带储能设备的光伏并网系统在外界条件变化时，稳定并网输出功率的仿真分析。4）设计了以DSP+FPGA为控制核心的2kW光伏并网系统。完成了系统软件、硬件设计，实现了光伏系统单位功率因数并网满功率运行。针对成都地区阴雨天气较多，一年中相当长时间无法利用太阳能电池实现调试等问题，提出了一种光伏电池模拟设备。该试验设备较好的模拟了光伏电池P-V曲线，有效降低了调试成本，具有较好的应用前景。本人郑重声明

5、：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：日期：西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要当今世界传统能源供应持续紧缺，各国都将发展新型能源作为国家的一项长期发展战略。太阳能光伏发电以其取之不尽，用之不竭的特点，受到了广泛关注。但是当外界条件变化时，光伏输出功率会有明显变动，会造成接入点电压波动，给电网调度造成影响。特

6、别是目前光伏电站装机容量不断增大，并网规模随之增长，这一缺陷将限制更大规模的光伏电站并网发电。本文围绕带储能系统的并网光伏发电系统，在分析了传统并网光伏发电系统的基础上，研究了在外界条件变化下并网功率输出的控制策略以满足电网功率调度需求，展开了相关的仿真和实验研究，验证了本文使用的方法是正确可行的。本文首先研究了光伏并网发电系统。建立了光伏电池的输出数学模型；研究了光伏并网功率最大功率跟踪算法，建立了基于改进爬山法的最大功率跟踪仿真模型，搭建了实验电路来验证算法的正确性；推导了三相并网逆变器在网侧三相电压对称条件下的数学模型，完成了基于网侧电压定向的P

7、-Q解耦双环控制的三相并网逆变器仿真。针对网侧三相并网逆变器空载启动时网侧电流存在较大冲击的问题，采用了“d轴电流爬山函数”方法解决，并建立仿真模型予以算法验证。其次，开展了储能系统的研究。在分析了并网点电压波动原因和满足电网功率调度的基础上，说明了为并网光伏系统引入储能设备的必要性。阐述了双向储能变流器的工作原理，分析了储能型并网光伏系统的运行工况，根据储能系统在并网光伏系统中的不同作用说明了储能变流器的两种控制策略。完成了在外界条件变化时，带储能系统2kW光伏并网系统并网功率稳定输出的仿真。最后，依托西南交通大学“211”实验室建设项目《电力牵引传

8、动与网络控制试验教学平台建设》的子项目——微电网及控制试验系统，搭建了以DSP+FPGA为控制