基于混合儲(chǔ)能的光伏并網(wǎng)功率平抑控制研究.pdf

1、隨著化石燃料的日益減少，可再生能源發(fā)電發(fā)展迅猛，但隨之而來的缺陷也暴露無遺。在眾多可再生能源中，太陽能的使用范圍非常廣泛。但光伏發(fā)電由于受日照強(qiáng)度、溫度等的影響，會(huì)產(chǎn)生較大波動(dòng)的功率，所以在大規(guī)模并網(wǎng)技術(shù)中仍存在些許問題。本文針對(duì)光伏發(fā)電因光照強(qiáng)度與溫度變化而導(dǎo)致的發(fā)電功率波動(dòng)問題，提出一種儲(chǔ)能型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，以抑制并網(wǎng)功率的波動(dòng)。以光伏發(fā)電最大功率跟蹤和并網(wǎng)逆變控制為基礎(chǔ)，引入蓄電池和超級(jí)電容器組成的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏發(fā)電功

2、率削峰填谷、達(dá)到平抑功率的效果。
　　首先，本文以單級(jí)式光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的綜合控制策略為研究對(duì)象，對(duì)光伏陣列數(shù)學(xué)模型、最大功率點(diǎn)跟蹤方法、單級(jí)式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其數(shù)學(xué)模型等問題進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究。并提出了一種變步長(zhǎng)的最大功率點(diǎn)追蹤(MPPT)算法，與定步長(zhǎng)的MPPT算法相比，響應(yīng)速度更快，尋優(yōu)過程更精確，能夠更好地避免因?qū)ふ易畲蠊β庶c(diǎn)而產(chǎn)生的系統(tǒng)振蕩。本文針對(duì)光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的控制策略，提出了采用空間矢量調(diào)制(SVPWM)

3、的方法產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，充分利用該方法的諧波含量低、直流電壓利用率高等優(yōu)勢(shì)，最終確定基于SVPWM控制的單級(jí)式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的綜合控制策略。
　　其次，本文通過比較各種儲(chǔ)能技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇了將超級(jí)電容器和蓄電池組成混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，并提出了將混合儲(chǔ)能應(yīng)用于獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)，以優(yōu)化蓄電池的充放電過程。混合儲(chǔ)能系統(tǒng)連接方式有三種，本文采用了一種有源并聯(lián)方式，即通過功率變換器并聯(lián)。為了實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)平抑光伏輸出功率波動(dòng)的目標(biāo)，并提高蓄電池使用壽命

4、，本文采用了一種將并聯(lián)控制器與充電控制器統(tǒng)一進(jìn)行控制設(shè)計(jì)的方法;綜合考慮獨(dú)立光伏系統(tǒng)的容量及外界天氣變化影響等因素，針對(duì)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中的超級(jí)電容器和蓄電池兩種儲(chǔ)能元件進(jìn)行容量設(shè)計(jì)，并給出了不同情況下的最優(yōu)設(shè)計(jì)方法;最終對(duì)提出的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行了仿真分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　最后，提出了將超級(jí)電容器和蓄電池組成的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用于大規(guī)模光伏并網(wǎng)系統(tǒng)之中，并確立了基于雙向DC-DC變換器的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制策略。對(duì)雙向DC-DC