基于光伏—混合储能的直流微网运行控制研究

【摘要】：江南体育在线直播观看 发电以其清洁无污染、安装灵活等优点成为国内外研究热点。如果将光伏发电直接接入电网,其随机性和间歇性会对电网的稳定运行与控制造成一定影响,将其以微网的形式接入配电网则能很好地解决上述问题。而微网中光伏阵列和储能装置输出的都是直流电,需要通过逆变器才能接入微网,其转换过程会产生大量电能损耗以及影响电能品质。同时,由于目前直流设备的使用日益增多,直流电需求呈上升趋势。因此,研究直流微网具有较高的理论意义及实际应用价值。本文针对住宅和办公楼宇的光储直流微网展开研究,主要研究内容如下：首先,在研究直流微网拓扑结构的基础上,提出一种适用于住宅和办公楼宇的光储直流微网拓扑结构,主要包括光伏发电单元、储能单元、负载单元以及公用电网单元,阐述了该拓扑结构的特点。对其中光伏电源进行建模仿真与分析,选择一种基于变步长扰动的最大功率跟踪方法,通过仿真证明其具有良好的寻优精确度及响应速度。其次,对比各种储能介质的主要性能,综合考虑能量密度、功率密度、使用寿命以及环境保护等因素,选择锂离子电池和超级电容器构成混合储能系统,并将其以有源架构方式接入微网。对其中储能控制器进行小信号建模分析,并说明了离网和并网运行下混合储能系统的容量配置原则。然后,提出基于无逆潮流并网的光储直流微网运行控制策略。针对直流微网可能出现的运行情况,将其分成四种工作模式,包括普通放电模式、普通充电模式、极端过放模式以及极端过充模式。根据直流母线电压波动和储能电池容量变化论述了各工作模式之间的平滑转换原则。在详细分析各单元功率转换器协调控制的基础上,提出一种基于能量均衡的直流母线电压控制策略,以储能单元的能量调节为主,其他单元的能量交换为辅,相互配合使系统总能量达到动态平衡,维持整个系统稳定高效运行。最后,在Matlab中对光储直流微网的运行控制进行建模与仿真分析。主要考虑微网中两种功率不平衡的情况,包括光伏发电输出功率单独变化和负载消耗功率单独变化,分别对普通充放电模式、极端过放模式以及极端过充模式下微网运行控制进行仿真分析。仿真结果证明了所提工作模式下微网运行控制策略的正确性。 【关键词】：直流微网 光伏发电 混合储能 无逆潮流并网 能量均衡
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM732;TM615
【目录】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第1章 绪论12-16
• 1.1 课题的研究背景与意义12-13
• 1.2 国内外直流微网的研究现状13-14
• 1.3 储能技术在直流微网中的应用14
• 1.4 本文主要研究内容14-16
• 第2章 直流微网拓扑结构及光伏电池建模仿真16-28
• 2.1 直流微网的拓扑结构16-20
• 2.1.1 直流微网的结网方式16-17
• 2.1.2 直流微网的拓扑结构17-18
• 2.1.3 光储直流微网拓扑结构18-20
• 2.2 光伏发电单元建模与仿真分析20-27
• 2.2.1 光伏电池数学建模20-21
• 2.2.2 光伏电池工作特性分析21-23
• 2.2.3 最大功率跟踪方法选择23-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第3章 直流微网混合储能系统28-45
• 3.1 储能方式的选择28-30
• 3.2 混合储能介质工作特性分析30-37
• 3.2.1 锂离子电池工作原理30-32
• 3.2.2 锂离子电池等效模型与充放电特性分析32-35
• 3.2.3 超级电容器等效模型与充放电分析35-37
• 3.3 混合储能系统结构设计37-39
• 3.4 储能控制器设计39-42
• 3.4.1 储能双向DC-DC变换器39-40
• 3.4.2 双向Buck-Boost变换器的小信号建模40-42
• 3.5 混合储能容量配置原则42-44
• 3.5.1 离网型直流微网储能系统容量匹配研究42-43
• 3.5.2 并网型直流微网储能系统容量匹配研究43-44
• 3.6 本章小结44-45
• 第4章 光储直流微网无逆潮流并网运行控制45-60
• 4.1 光储直流微网无逆潮流并网45-49
• 4.1.1 基于无逆潮流并网的直流微网工作模式46-48
• 4.1.2 直流微网工作模式转换原则48-49
• 4.2 各单元功率变换器控制策略49-57
• 4.2.1 光伏发电单元Boost变流器控制策略49-50
• 4.2.2 储能单元双向Buck-Boost变流器控制策略50-53
• 4.2.3 负载单元变流器控制策略53-56
• 4.2.4 无逆潮流并网变流器控制策略56-57
• 4.3 直流母线电压控制策略57-59
• 4.4 本章小结59-60
• 第5章 光储直流微网运行控制的仿真分析60-70
• 5.1 光储直流微网Matlab建模60-61
• 5.2 光伏发电输出功率变化时的运行特性分析61-65
• 5.3 负载消耗功率变化时的运行特性分析65-69
• 5.4 本章小结69-70
• 第6章 结论与展望70-72
• 参考文献72-76
• 致谢76-77
• 攻读学位期间发表的论文及申请的专利77-78
• 攻读学位期间参加的科研工作78-79
• 附件79

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

分布式光伏发电微电网供能系统研究    袁建华

基于MPPT算法的光伏模拟微源实现方法研究    孔令志;张国伟;李宁宁;

光伏发电系统用户侧并网无功优化配置研究    酆元;

光伏系统设计中太阳辐射强度影响的分析    毕二朋;胡明辅;袁江;吴国玉;

太阳能电池多参数模型研究    赵志英;赵冉;

分布式光伏发电并网电能质量分析    酆元;

光柴储微网系统的储能动态能量调度策略研究    孔令志;唐西胜;齐智平;李宁宁;

基于静态发电机的分布式能源建模研究    潘飞;刘东;尤毅;陈飞;

风力发电机接入直流微电网的运行控制研究    朱峰;熊远生;孙城尧;钟磊;

直流微网中的ZigBee通信及以太网网关设计    沈楚焱;杨鹏;史旺旺;

交直流混合微电网中AC/DC双向功率变流器的新控制策略    唐磊;曾成碧;苗虹;徐伟;杨焰;

电子电力变压器若干关键技术研究与实现    易杨

海洋环境下船用江南体育在线直播观看 系统特性研究    孙玉伟

面向无线传感器网络节点的微型光伏电源系统研究    韩蕾

基于分布式电源的微网控制及运行优化研究    赵耀

光伏并网发电的功率补偿控制研究    蔡纪鹤

电子电力变压器若干关键技术研究与实现    易杨

大容量光伏逆变系统接入弱电网运行可行域研究    黄亚峰

微电网分层控制与优化运行研究    金鹏

光伏并网发电的功率补偿控制研究    蔡纪鹤

分布式光伏发电系统的控制和孤岛故障检测    吴志鹏

新能源及可再生能源并网发电规模化应用的有效途径——微网技术    李鹏;张玲;盛银波;

单相两级式光伏并网发电系统的研究与设计    张珍;韦忠朝;

微网标准和技术发展    薛迎成;邰能灵;刘立群;杨兴武;金楠;熊宁;

便携式核数据测量分析仪的江南体育在线直播观看 电源设计    苗风东;陈永超;

分布式发电技术及其并网运行研究综述    余昆;曹一家;倪以信;陈星莺;郭创新;

国外微电网的研究概况及其在我国的应用前景    楼书氢;李青锋;许化强;刘鲁丹;

太阳能发电系统现状及发展趋势    张晓霞;侯竞伟;殷攀攀;张国;

微电网储能技术研究综述    周林;黄勇;郭珂;冯玉;

江南体育在线直播观看 发电综述    李春鹏;张廷元;周封;

江南体育在线直播观看 电池阵列仿真模型的研究    王越;王念春;时斌;

光伏发电高效利用的关键技术研究    肖华锋

独立光伏系统中蓄电池管理的研究    欧阳名三

基于状态空间理论的PWM逆变电源控制技术研究    彭力

单相光伏并网系统的分析与研究    王飞

数字移相控制隔离型半桥双向DC/DC变换器研究    马学军

超级电容器储能应用于分布式发电系统的能量管理及稳定性研究    唐西胜

微网技术应用与分析    李鹏;张玲;王伟;杨希磊;赵义术;

中国微网标准体系研究    韩奕;张东霞;胡学浩;梁才浩;程军照;梁惠施;

高渗透率下大电网应对微网接入的策略    撖奥洋;邓星;文明浩;李惠宇;陈晓燕;

微网结构和运行控制    杨仁花;黄伟;关丽;刘令富;

微网研究综述    王志霞;张会民;田伟;

储能系统改善微网动态性能的研究    鲁贻龙;王斌;曹祖亮;

微网并网时的经济运行研究    牛铭;黄伟;郭佳欢;苏玲;

混合系统微网控制策略分析    马力;

含有光伏电源的微网综述    王锡琳;

基于不同控制策略的微网仿真    欧阳翚;牛铭;

微网结构和运行控制    杨仁花;黄伟;刘令富;

微网运行控制技术的研究    张昱;廖威;马早康;

光伏微网控制技术研究    严玉廷;卢勇;

云电科技园智能微网研究    严玉廷;苏适;

微网运行控制技术的研究    张昱;廖威;马早康;

云电科技园智能微网研究    严玉廷;苏适;

云电科技园智能微网研究    严玉廷;苏适;

园区级微网设计集成技术及其应用    严玉廷;苏适;

园区级微网设计集成技术及其应用    严玉廷;苏适;

智能微网中恒进线功率控制的设计及应用    苏适;翟伟翔;

明确我国微网发展研究方向    程军照

微博火了，微信火了，下一个会是微网吗？    何晓亮

473个微网格织出安全生产“防火墙”    记者 周和平 实习生 刘练

方正视频以“微网”拯救带宽    本报记者 沈力钧

微网激活视频应用    陈翔

南麂微网示范工程通过“863”评审    陈小敏

微网推动新能源发展    辛义

微网创始人张晓崧谈微网前景——人人希望拥有别墅    何君

汇码平台微网站 服务三农新经济    

玉树建成我国最大规模水光互补微网电站    记者 贾明

MMC型微网复合主动电力调节系统协调控制策略研究    陆晶晶

风电直流微网的控制与保护技术研究    张丽荣

微网实验系统研究    杨占刚

微网能量优化管理若干问题研究    徐立中

分布式发电与微网系统多目标优化设计与协调控制研究    王瑞琪

微网控制及小信号稳定性分析与能量管理策略    苏玲

微网能量管理与优化设计研究    刘梦璇

微网发电技术若干问题研究    范元亮

基于分布式发电的微网智能优化控制策略研究    李福东

微网控制及运行特性分析    肖朝霞

微网电能质量监测及控制方法研究    周嵩

基于分布式电源接入的直流微网研究    李振

微网运行经济型及HOMER软件应用研究    赵长龙

基于改进PSO算法的微网经济运行优化研究    陈前宇

含风/光/储微网配电网可靠性分析    邓佃毅

基于光伏—混合储能的直流微网运行控制研究    李莹

考虑微网的新型配电系统可靠性分析    夏文强

微网外特性建模与微网特征向量的研究及应用    华嘉成

海岛微网的主从控制策略研究    吴玫蓉

双馈风电机组参与微网调频的控制策略研究    焦平洋