风光储联合发电系统及其控制策略研究

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1、单位代码10476学号1202180122分类号TM61硕士学位论文风光储联合发电系统及其控制策略研究学科、专业：电路与系统研究方向：光伏发电相关技术申请学位类别：工学硕士申请人：梁俊燕指导教师••高金辉教授二〇一五年五月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得河南师范大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。丨r作

2、者签名:>0关于论文使用授权的说明本人完全了解河南师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权河南师范大学可以将学位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、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书)STUDYOFCONTROLSTRATEGYFORWIND-PV-ESHYBRIDPOWERSYSTEMADissertationSubmittedtotheGraduateSchoolofHenanNormalUniver

3、sityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByLiangJunyanSupervisor:GaoJinhuiMay,2015摘要面对全球化石燃料成本增加、储量有限和越来越严重的环境危机问题，可再生能源受到了各国政府和人民的普遍关注。风能和太阳能作为地球上取之无尽、用之不竭的财富，成为可再生能源中人们关注的焦点，并得到了人们的广泛利用。作为当前利用太阳能和风能的主要方式之一，光伏发电和风力发电技术不断成熟。由于风能和太阳能的随机性、间歇

4、性和不稳定性，为了充分提高能量转换效率和能源利用率，基于风力发电和光伏发电的风光储联合发电技术应运而生。在风光储联合发电技术中，控制策略是影响风光储联合发电系统中总体发电效率的一个重要因素。本文基于对风力发电、光伏电池发电和储能系统的概述、工作原理分析，建立风光储联合发电系统框图，给出了单独的风电、光电和储能中的功率控制方案、并网电流控制方法、能量存储系统的控制策略。(1)．风光互补发电系统概述对风光互补发电总系统做了介绍，并针对风光储联合发电系统中的风力发电系统和光伏发电系统分别进行了概述。介绍了风力发电的原理，详细介绍了风力发电系统的组成和分类，并

5、选择双馈风力发电系统作为风光储联合发电系统的风力发电单元；针对光伏发电系统，详细介绍了光伏发电原理，简要介绍了光伏电池的分类以及并网发电系统。(2)．ESS的削峰平谷及功率控制简要介绍了能量存储系统的四种调控模式：跟踪计划功率模式；平滑功率输出模式；系统调频模式；负载削峰平谷模式。说明了各种调控方式的调控原理及储能系统削峰平谷作用的原理。分析蓄电池的模型及蓄电池充放电控制策略的算法实现，对于能量存储系统，主要介绍了其分类和选择标准，并选择蓄电池作为风光储联合发电系统的储能单元。介绍了能量存储系统在风光储联合发电系统中的削峰平谷作用，针对风光储联合发电系

6、统的系统总体功率控制策略进行了研究，并给出相应的功率控制策略。针对给出的控制策略，详细分析了联合发电系统的有功功率控制和无功功率控制。分别给出了风力发电子系统、光伏发电子系统、储能子系统的功率控制策略并针对相应的控制策略图进行了详细分析，最后给出了蓄电池的充放电控制策略。(3)．并网电流控制及逆变带宽控制I针对风光储联合发电系统中的并网电流和DC/AC逆变死区带宽的控制进行了研究，针对风光储联合发电系统中的并网电流存在的直流分量和不稳定性进行了研究，将PR控制器用具有谐波补偿和更具实践性的准PR控制器(QPR)代替，并运用到三相并网逆变器的直流控制中；

7、在对传统的PR控制器进行改进，分别加入比例器和相位补偿器进行幅值和相位的修正，设计新的控制器，并用于并网电流稳态误差控制中，理论分析效果良好。接着针对目前并网逆变器死区问题，对传统控制策略进行修正，得到了新的控制策略，将新控制策略应用到逆变器死区带宽控制中，并在双闭环控制系统中对三种控制器进行了仿真分析。关键词：风光储，系统，功率控制，并网控制IIABSTRACTFacingtheproblemoftheincreasinginglobalfossilfuelcosts,thelimitationofreservesandincreasinglyser

8、iousenvironmentalcrisis,renewablesubjecttoahigh