复合储能型光伏并网发电系统变流控制研究

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1、学校代码10459学号或申请号201212182085密级硕士学位论文复合储能型光伏并网发电系统变流控制研究作者姓名：王思谨导师姓名：蒋建东教授学科门类：工学专业名称：电力系统及其自动化培养院系：电气工程学院完成时间：2015年5月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterResearchonConverterControlofPhotovoltaicGrid-connectedSystemwithCompositeEnergyStorag

2、eBySijinWangSupervisor:Prof.JiandongJiangPowerSystemandItsAutomationSchoolofElectricalEngineeringMay,2015究所取得的成果。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本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研学位论文原创性声明体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集学位论文作者：曰期:>/r年(

3、月4曰根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部本人在导师指导下完成的论文及相关的实物作品，知识产权归属郑州大学。学位论文使用授权声明大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、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；本人授权郑州缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：曰期：匆《年<月…曰摘要摘要日

4、益增长的能源需求、日渐萎缩的传统化石能源以及环境问题成为可再生能源发展的强大推动力，光伏发电作为可再生能源的主要发展趋势之一，已经成为各国竞相研究的热点。本文研究光伏电池模型、最大功率点追踪技术、并网逆变控制技术以及复合储能技术等光伏发电系统的相关问题。首先，本文建立光伏电池模型，获得光伏电池在不同光照和温度下准确的P-V和P-I特性曲线。分析各种环境变量对光伏发电的影响以及最大功率点追踪算法，提出一种变步长P&O法。该方法基于P-V特性曲线斜率与最大功率点之间的关系，曲线斜率越靠近最大功率点，其绝对值越小，在

5、最大功率点处其值为零。把曲线斜率的数值作为扰动电压大小的数值，避免了以固定步长扰动时越过最大功率点而在其附近振荡的现象，仿真证明该方法是正确有效的。其次，本文采用全桥逆变器，将逆变器的输出电流与指令电流比较，偏差值经PI调节后经三角波调制形成功率开关管的PWM驱动信号。由于该方法的电流跟踪特性与PI参数有关，所以本文还进行PI参数整定。仿真证明基于三角波比较方式的电流跟踪控制方法能够实时追踪电网电压，实现逆变并网功能。最后，本文分析光伏并网系统输出功率波动对电网的影响以及储能系统在系统中的重要作用，并且构建一种

6、复合储能型光伏并网发电系统。该系统的储能设备由超级电容器和蓄电池构成，经Bi-DC/DC变换器并联在直流母线上。超级电容器具有响应速度快，功率密度高，充放电次数高等特点，可以弥补蓄电池充放电速度较慢，功率密度不够高的缺点。根据储能系统的特点，提出一种平滑光伏并网发电系统输出功率波动的控制策略，实现系统并网功率、高低频波动分量的平滑控制。仿真结果表明该控制策略能够有效平抑系统输出功率波动、同时降低并网电流的谐波含量。关键词：光伏发电系统；最大功率点追踪；复合储能；功率波动；平滑控制IAbstractAbstrac

7、tAnumberoffactors,suchasgrowingenergydemand,theshrinkingofthetraditionalfossilenergyandenvironmentalissues,havebecomeapowerfulimpetustopromotethedevelopmentofrenewableenergy.Photovoltaicpowergenerationasoneofthemaintrendsinrenewableenergyfieldshasstimulatedt

8、henationalcompetition.Thispaperstudiesthemodelofphotovoltaiccells,maximumpowerpointtracking(MPPT),grid-connectedcontroltechnologyandcompositeenergystoragetechnology.Firstly,thispaperestablishest