小型风光互补发电系统功率控制器及监控系统的研究.pdf

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1、小型风光互补发电系统功率控制器及监控系统的研究Researchonsmallscalewindandsolarhybridgenerationpowercontrollerandmonitoringsystem姓2014年6月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，

2、均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：乏协匆乞‰沁lV年乡月歹日学位论文版权使用授权书舢㈣㈣㈣㈣删Y2537561江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子

3、杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密口。学位论文作糍：b、龇k)了、邙年I＼7月歹目指导教师签名：≥／‘≯年。矿7弋江苏大学硕士学位论文摘要单一的风电系统或光伏系统由于资源上的差异很难做到高效的连续性发电，然而研究表明两者在时间上具有很好的互补性，将两者相结合不仅能够解决供电连续性的问题而且大大提高了资源的利用率，从而促进了风光互补发电的发展。然而如何高效地将两种能源相结合，形成一套完整的互补发电系统

4、需要开发一套合理的控制策略；同时为了更好地了解系统的运行情况，需要搭建一套完整的监控平台，实时监控系统运行时关键参数，为制定更加有效的控制策略提供数据样本。本文围绕以上两个方面对风光互补发电展开研究，主要研究内容如下：(1)通过Matlab／Simulink构建了风光互补发电系统仿真模型，包括了风速模型、风机模型、光伏电池模型、发电机模型、DC／DC变换器模型、PWM脉冲输出模型，深入研究了风机和光伏电池的输出特性。(2)为了有效的模拟现实风速情况分别采用了ARMA模型以及四参数混合模型建立了风速模型，

5、通过对比仿真结果发现ARMA模型更加符合实际工况。对于DC／DC变换器，本文采用了状态空间平均法及SimPowerSystems电路搭建了仿真模型，并且在不同开关频率下分析其输出特性。(3)为了保证系统始终以最佳状态运行，对功率追踪做了详细分析，验证了占空比的功率调节性能，并在此基础上提出了“自适应变步长占空比”的控制策略，与传统的最大功率追踪相比较验证本文提出的控制策略的优越性。(4)针对监控平台的设计，开发了一套基于WinCC风光互补发电监控系统，本系统以SiemensS7．200PLC扩展模块EM

6、231为数据采集模块，CPU222CN为控制模块，并且详细设计了部分信号转换电路，完成了数据的采集监控与系统的运行控制。关键词：风光互补发电，最大功率追踪，风速模型，占空比，监控系统II小型风光互补发电系统功率控制器及监控系统的研究江苏大学硕士学位论文ABSTRACTSincethelimitationinresources，itisdifficultforsinglewindpowersystemorsolarpowersystemtoprovidecontinuouspowerefficiently

7、．Accordingtostudies，however,thesetwokindsofenergyarecomplementaryverywellforeachotherintermoftime，throughwhichcansolvetheproblemofcontinuousenergysupplyandalsoincreasetheutilizationofresources，promotingthedevelopmentofwindandsolarhybridgenerationsystem．A

8、nditisnecessaryforareasonablecontrolstrategytocombinethesetwokindsofenergy,constitutingacompletehybridpowersystemefficiently．Meanwhile，inordertohaveabetterunderstandingoftheoperationofthesystem,acompletemonitoringsystemtha