光伏燃料电池混合发电系统建模及仿真研究
光伏燃料电池混合发电系统建模及仿真研究【摘要】:随着化石能源的日渐枯竭以及环境问题的日益突出,世界各国都加紧了对新能源的开发与利用。希望通过新能源来替代目前传统的不可再生的化石能源
【学位授予单位】:杭州电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM911.4;TM743
【目录】:
- 摘要5-7
- ABSTRACT7-12
- 第一章 绪论12-21
- 1.1 引言12-14
- 1.1.1 新能源现状和发展趋势12-13
- 1.1.2 研究背景和意义13-14
- 1.2 光伏混合发电系统14-17
- 1.2.1 系统种类14-15
- 1.2.2 系统结构15-16
- 1.2.3 本文研究的发电系统16-17
- 1.3 光伏燃料电池混合发电系统研究现状17-19
- 1.3.1 系统建模的研究现状17-18
- 1.3.2 控制系统的研究现状18-19
- 1.4 光伏燃料电池混合发电系统运行原理19-20
- 1.4.1 并网运行19
- 1.4.2 孤岛运行19-20
- 1.5 本文主要研究内容20-21
- 第二章 光伏燃料电池混合发电系统设计21-28
- 2.1 光伏燃料电池混合发电系统的设计原理和设计依据21-22
- 2.1.1 设计原理21-22
- 2.1.2 设计依据22
- 2.2 光伏发电系统的设计要求22-25
- 2.2.1 电能质量22-23
- 2.2.2 安全与保护23-24
- 2.2.3 安装要求24-25
- 2.3 光伏燃料电池混合发电系统容量匹配设计25-27
- 2.4 氢能的储存27
- 2.5 本章小结27-28
- 第三章 光伏燃料电池混合发电系统单元建模及仿真28-57
- 3.1 光伏电池模型28-34
- 3.1.1 等效电路28-29
- 3.1.2 光伏电池模型29-32
- 3.1.3 光伏电池特性分析32-34
- 3.2 质子交换膜燃料电池模型34-42
- 3.2.1 电化学模型35-37
- 3.2.2 热模型37-38
- 3.2.3 阴极和阳极压力模型38-39
- 3.2.4 燃料电池特性分析39-42
- 3.3 超级电容模型42-44
- 3.3.1 等效电路模型42-43
- 3.3.2 超级电容数学模型43
- 3.3.3 超级电容特性分析43-44
- 3.4 质子交换膜水电解槽模型44-49
- 3.4.1 电化学模型45-47
- 3.4.2 PEM 水电解槽特性分析47-48
- 3.4.3 PEM 水电解槽效率48-49
- 3.5 微型燃气轮机模型49-54
- 3.5.1 微型燃气轮机数学模型49-52
- 3.5.2 微型燃气轮机特性分析52-54
- 3.6 功率变换装置模型54-56
- 3.6.1 直流变换装置54-55
- 3.6.2 交流变换装置55-56
- 3.7 本章小结56-57
- 第四章 光伏燃料电池混合发电系统电源仿真分析57-72
- 4.1 光伏阵列的最大功率跟踪(MPPT)控制策略57-64
- 4.1.1 最大功率跟踪原理分析57-59
- 4.1.2 常用最大功率跟踪控制方法分析59-61
- 4.1.3 基于扰动观察法的 MPPT 仿真分析61-63
- 4.1.4 基于增量电导法的 MPPT 仿真分析63-64
- 4.2 光伏发电系统仿真分析64-67
- 4.2.1 系统模型65-66
- 4.2.2 仿真分析66-67
- 4.3 质子交换膜燃料电池系统仿真分析67-69
- 4.3.1 系统模型67
- 4.3.2 仿真分析67-69
- 4.4 微型燃气轮机发电系统仿真分析69-71
- 4.4.1 系统模型69
- 4.4.2 仿真分析69-71
- 4.5 本章小结71-72
- 第五章 光伏燃料电池混合发电系统能量管理72-86
- 5.1 混合发电系统能量管理72-73
- 5.1.1 混合发电系统能量管理的构成与任务72-73
- 5.1.2 混合发电系统能量管理的目标73
- 5.2 基于时间跨度分层的能量管理策略73-78
- 5.2.1 基于短期光伏预测以及负荷预测的超前能量管理74-75
- 5.2.2 基于模式切换的短期能量管理75-77
- 5.2.3 基于功率跟随控制的实时能量管理77-78
- 5.3 基于功率跟随控制的实时能量管理仿真分析78-84
- 5.3.1 实时能量管理仿真模型78-80
- 5.3.2 控制系统设计80-81
- 5.3.3 仿真分析81-84
- 5.4 本章小结84-86
- 第六章 总结与展望86-88
- 6.1 全文总结86-87
- 6.2 展望87-88
- 参考文献88-93
- 致谢93-94
- 附录94
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