毕业论文（设计）风电互补发电控制系统的认识

《毕业论文（设计）风电互补发电控制系统的认识》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、风光互补发电控制系统的认识摘要可再牛能源的综合利用对我国经济的可持续发展和和环境保护起着至关重要的作用。在当前可利用的可再生能源中，太阳能和风能是利用比较广泛的两种能源。太阳能和风能在资源条件和技术应用上都有很好的互补性。综合考虑太阳能和风能在多方面的互补特性而建立起来的风光互补发电系统是一种经济合理的发点方式。本文的研究重点在于系统的运行控制，其是通过对系统动态进行分析，提出切实可行的运行控制策略。笔者以可再牛能源的综合应用为指导思想，结合风能、太阳能的特点，从风光互补发电系统的结构上分析整个运行过程中能量产生、转换、运行和消费各个环节的运行方式，并且分析其应用前景

2、，为风光互补发电系统运行控制的深入研究和控制系统的不断完善提出建议。新能源太阳能风能风光互补发电控制系统一、风光互补系统的运行结构风光互补发电系统的典型结构如图1-1所示。整个系统由能量产生环节、能量存储环节、能量消耗环节三部分组成。能量的产生环节又分为风力发电和光伏发电部分，分别将风力、日照资源转化为高品位的电力能源;能量的存储环节由蓄电池来承担，引入蓄电池的主要作用就是为了尽量消除由于天气等原因引起能量供应和需求的不平衡，在整个系统中起到能量调节和平衡负载的作用；能量消耗环节就是各种用电负载，可分为直流负载和交流负载两类，交流负载连入电路时需要逆变器。图1-1风光

3、互补发电系统的典型结构［1］二、风光互补发电的控制系统2.1控制参量的选取在风光互补发电系统中，应当关注蓄电池在任意时刻的容量，即蓄电池的蓄电状态。对运行中的蓄电池进行有效的充放电控制与保护，就是通过正确的蓄电池荷电状态（容量）测定，确定蓄电池当吋的工作状态，然后采取有效的方法对蓄电池进行充放电控制，达到保护蓄电池和系统长期稳定运行的目的。蓄电池的电荷状态与蓄电池的开路电压成正比。［2］故此选用蓄电池的端电压来作系统的运行控制参数。2.2系统控制运行调节方法整个系统由能量产生环节（包括风电机组、光伏阵列）、能量存储转换环节（蒂电池）和能量消耗环节（负载）组成。其屮蓄电

4、池是系统能量转换的枢纽，也是系统正常运行的保障。因此控制调节的对象就转移到能量产生环节和能量消耗环节上。即在系统运行中，需要根据蓄电池状态判断来决定对风电机组/光伏阵列或是负载进行有效的控制调节来确保系统长期稳定工作。对能量产生环节的控制，也就是调节系统的输入功率。使蓄电池保持在浮充状态。对于光伏发电的控制，可采用串联电气控制方法。将电源分成若干部分（仅仅对带太阳能电池的系统才是切实可行的如图2-2-1所示），每一部分都有自己的控制继电器。当蓄电池端电压因浮充不断上升时，使充电设备各部分逐渐断开，系统在理想均衡电流的上下两个电平之间循环。

5、分电磁制图2-2-1串联控制电路［3］对于风力发电的控制，可采用MPPT控制策略。小型风力发电系统中，所用风力机多为永磁同步发电机，系统电路原理图如图2-2-2所示，主要包括永磁同步发电机、三相不可控整流器、DC-DC直流变换器、负载等。在风力发电系统中，直流变换器既可起到风力发电机与负载之间的电压匹配作用，也能通过改变肓流电压变换器的输入电阻，使发电机处于最大输出电功率状态，通过调节占空比D可改变直流变换器的输入电阻，改变发电机的负载等效电阻，进而改变发电机的负载特性。当占空比增大时，等效阻抗变大，发电机等效负载变大，转速下降。通过直接调整直流变换器的占空比D,可实

6、现与直接调节风力发电机和风力机转速和同的作用。因此可以通过调节直流变换器的占空比来改变发电机的负载特性和输出功率，从而实现MPPT控制策略。[4]整流桥风力机$$$发电机Li二BT1图2-2-2系统电路原理图[5]能量消耗环节的控制主要是考虑到发电系统在能量产生环节出力不佳的情况下对蓄电池储能的合理分配以及过放电保护。使用过程中，需要根据负载的功能作用划分其优先级别，这里将负载划分为三个等级:重要负载、次重要负载、一般负载。明确了这一点，就应当首先保证系统在由蓄电池负责向负载供电的时候，优先级别高的负载能够可靠运行。具体的实施方法是,根据蓄电池的端电压判断电池的荷电状

7、态，当蓄电池的端电压下降到一定值，先切断一般负载，使优先级别高的负载在发电不足的情况下有更长的运行时间；如果蓄电池电压继续降低，即发电装置仍然工作在不利的状况，在蓄电池电压降到一定程度后，切断次重要负载，保证重要负载更长时间的正常运行;如若发电情况仍然不利，系统仍由蓄电池提供电能，就要考虑对蓄电池的过放电保护，即在蓄电池电压降到终止电压后，将重要负载也切断。2.3控制系统策略在蓄电池充电过程中，实时检测蓄电池的电压。将蓄电池端电压与设置的电压值进行比较。当电压高于设定值，就每隔一定时间切断一路光伏方阵，同时利用MPPT策略降低风力发电功率。当电压下降