光伏发电系统电压稳定控制技术的研究

【摘要】： 由于太阳能资源的利用具有随机性的特点,使得光伏发电系统电压稳定性较差。本文以超级电容器作为储能本体,设计了双向PWM控制的DC/AC/DC变换器,并对其中的各部分建立了相应的数学模型,针对光伏发电系统直流母线电压不同的运行状态,对变换器电路进行了控制策略设计。通过控制能量在超级电容器与直流母线之间的相互传递,直流母线电压的稳定性可以得到有效控制。通过Matlab/Simulink仿真研究,验证了设计电路的正确性和控制策略的有效性。本文所设计的超级电容器储能系统对光伏发电系统的电压稳定性的提高可以起到良好的控制作用。 【关键词】：超级电容器储能 光伏发电 电压稳定性 双向DC/AC/DC变换器
【学位授予单位】：华北电力大学（河北）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TM615
【目录】：

• 中文摘要4
• 英文摘要4-7
• 第一章 绪论7-12
• 1.1 本课题的研究意义7-8
• 1.2 光伏发电技术8-9
• 1.3 超级电容器的研究发展概况9-10
• 1.4 论文的主要研究内容10-11
• 1.5 论文的结构11-12
• 第二章 光伏发电系统12-20
• 2.1 光伏发电技术的基本原理12-13
• 2.2 光伏发电技术的发展现状与前景13-16
• 2.2.1 国外光伏发电技术的发展现状13-14
• 2.2.2 国内光伏发电技术的发展现状14
• 2.2.3 光伏发电技术的前景14-16
• 2.3 光伏发电系统的类型16-18
• 2.3.1 独立光伏发电系统16-17
• 2.3.2 并网光伏发电系统17
• 2.3.3 混合光伏发电系统(互补光伏发电系统)17-18
• 2.4 光伏发电系统存在的优、缺点18-19
• 2.4.1 光伏发电系统的优点18-19
• 2.4.2 光伏发电系统存在的问题19
• 2.5 本章小结19-20
• 第三章 超级电容器储能系统20-29
• 3.1 储能元件20-21
• 3.1.1 储能的提出20
• 3.1.2 储能系统在光伏发电系统中的作用20-21
• 3.2 各种常见的储能系统21-26
• 3.2.1 蓄电池储能21-22
• 3.2.2 超导磁储能系统22-23
• 3.2.3 飞轮储能23-24
• 3.2.4 超级电容器储能24-25
• 3.2.5 超级电容器储能与其他储能方式比较25-26
• 3.3 超级电容器储能系统26-28
• 3.3.1 超级电容器的等效电路26-27
• 3.3.2 超级电容器储能系统的结构组成27-28
• 3.4 本章小结28-29
• 第四章 用于提高光伏发电系统电压稳定性的超级电容器储能系统的设计与研究29-45
• 4.1 超级电容器储能系统在光伏发电系统中的应用29-30
• 4.2 超级电容器储能系统的主电路结构与工作原理30-31
• 4.2.1 超级电容器组件30
• 4.2.2 电能变换电路30-31
• 4.2.3 综合控制系统31
• 4.2.4 储能系统的工作原理31
• 4.3 超级电容器储能系统中电能变换电路的设计与分析31-37
• 4.3.1 常见 DC/DC 变换电路(直流斩波电路)32-34
• 4.3.2 双向 DC/AC/DC 变换器的组成结构34-36
• 4.3.3 双向 DC/AC/DC 变换器的工作原理36-37
• 4.4 双向 DC/AC/DC 变换电路的数学模型37-40
• 4.4.1 电压型 PWM 逆变器(VSI)的数学模型37-38
• 4.4.2 高频变压器的数学模型38-39
• 4.4.3 电压型 PWM 整流器(VSR)的数学模型39-40
• 4.5 超级电容器储能系统的控制策略40-43
• 4.6 超级电容器储能系统的仿真研究43-44
• 4.7 本章小结44-45
• 第五章 结论与展望45-46
• 5.1 结论45
• 5.2 展望45-46
• 参考文献46-49
• 致谢49-50
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况50

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