小型離網(wǎng)風光互補控制系統(tǒng)研究與設計.pdf

1、人們對煤炭、石油、天然氣等化石燃料的過度開采，帶來了日益嚴重的環(huán)境污染和日漸不足的能源問題。因而，資源豐富、環(huán)境友好的可再生能源引起了世界各國的廣泛重視，其中有著零污染、分布廣泛等特點的太陽能和風能發(fā)電被公認為是最具前景的能源利用方式。針對風能和太陽能這兩種可再生能源在自然界中資源分布上的互補性特點，本文對小型離網(wǎng)風光互補系統(tǒng)及其控制策略進行了研究。
　　文章首先研究了太陽能與風力發(fā)電的工作原理及風光互補發(fā)電系統(tǒng)的拓撲結構，針對逆

2、變器前級升壓電路采用了一種交錯并聯(lián) Boost斬波電路，分析了該電路的拓撲結構，該電路能提高電壓增益并可使輸入電流波紋減小的特點，將其應用到所設計的風光互補發(fā)電系統(tǒng)中。在控制策略方面，對于光伏系統(tǒng)，文章通過分析太陽能電池板的功率輸出特性和Boost斬波電路的特性，提出了適合光伏發(fā)電系統(tǒng)的多等級變步長擾動觀察法控制策略；對于風力系統(tǒng)，由于風能具有更加突出的突變性和非線性，因此本文提出了將模糊控制與變步長擾動觀察法相結合的方式進行控制。在系

3、統(tǒng)結構上，文章進行了硬件和軟件設計，硬件方面設計了主電路、輔助電源電路和信號采集電路等并對系統(tǒng)相關器件進行選型，軟件設計方面設計了系統(tǒng)主程序流程圖、MPPT控制策略流程圖及數(shù)據(jù)處理等控制子系統(tǒng)流程圖。
　　本文最后，利用Matlab/Simulink平臺搭建了風光互補發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型，通過仿真模型的分析，驗證了文章使用的交錯并聯(lián) Boost斬波電路和所采用的多等級變步長擾動觀察法控制策略的有效性。利用現(xiàn)有實驗室條件，搭建了小型離