基于可再生能源應(yīng)急電源系統(tǒng)研究.pdf

1、本文以基于可再生應(yīng)急電源系統(tǒng)為研究對(duì)象，該應(yīng)急電源系統(tǒng)包括光伏發(fā)電電源、風(fēng)力發(fā)電電源、切換裝置、逆變器、儲(chǔ)能裝置、檢測(cè)與控制器和監(jiān)控系統(tǒng)等。通過特性分析和建模仿真的手段，重點(diǎn)對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究，旨在提高應(yīng)急電源系統(tǒng)可靠性，最大利用可再生能源。主要工作內(nèi)容有以下幾點(diǎn)：
　　第一，基于傳統(tǒng)應(yīng)急電源系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，再結(jié)合光伏發(fā)電電源模塊和風(fēng)力發(fā)電電源模塊本身的工作特性，設(shè)計(jì)了基于可再生能源應(yīng)急電源系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，其具有可再生能源電源

2、模塊和市電網(wǎng)協(xié)調(diào)供能且負(fù)載分等級(jí)特點(diǎn)。
　　第二，針對(duì)光伏發(fā)電電源模塊，設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)型MPPT算法，以解決當(dāng)應(yīng)急電源工作在復(fù)雜光照條件下時(shí)，系統(tǒng)最大功率點(diǎn)停留在次優(yōu)點(diǎn)，造成系統(tǒng)出力減小的問題。本文以DMPPT電路結(jié)構(gòu)的光伏陣列為研究基礎(chǔ)，通過對(duì)光伏電池模組輸出特性曲線的研究，得出結(jié)論，即光伏模組輸出等效特性曲線具有三段性，且能通過 IM、UM和Udc max三個(gè)可測(cè)量參數(shù)直接得到。再通過光伏電池模組的等效特性曲線，經(jīng)過分類討論和

3、公式推導(dǎo)，得到兩個(gè)串聯(lián)連接的光伏模組工作在不同光照條件下時(shí)，光伏陣列的最佳工作電壓值預(yù)估通式。以該預(yù)估值為最大功率電壓參考值，再結(jié)合傳統(tǒng)的P&O法，得到改進(jìn)型MPPT算法，并通過建模仿真，對(duì)改進(jìn)型MPPT算法進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　第三，針對(duì)風(fēng)力發(fā)電電源模塊，設(shè)計(jì)了一種基于預(yù)防扭纜的對(duì)風(fēng)控制策略，能夠減小應(yīng)急電源工作過程中，內(nèi)部的風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)生扭纜的概率，節(jié)約其停機(jī)、解纜和重啟動(dòng)所需花耗的時(shí)間，從而增加了應(yīng)急電源系統(tǒng)總的發(fā)電量。在傳統(tǒng)只

4、考慮最短角度短徑對(duì)風(fēng)的基礎(chǔ)上，本文所設(shè)計(jì)的對(duì)風(fēng)控制策略還可以根據(jù)判斷條件選擇預(yù)防扭纜方向?qū)︼L(fēng)，即最短路徑角度反方向。在有可能發(fā)生扭纜的偏航角范圍內(nèi)，預(yù)算以最短角度路徑對(duì)風(fēng)后是否會(huì)發(fā)生扭纜為判斷條件，來選擇是否執(zhí)行預(yù)防扭纜方向?qū)︼L(fēng)，兩者相結(jié)合得到了基于預(yù)防扭纜的對(duì)風(fēng)控制策略。
　　此外，本文還對(duì)風(fēng)力發(fā)電電源模塊的變槳距控制系統(tǒng)和偏航控制系統(tǒng)解纜控制進(jìn)行了研究，以便更好的應(yīng)用風(fēng)力發(fā)電。并且建立的相關(guān)仿真模型，對(duì)所提出的控制策略進(jìn)行了驗(yàn)

5、證。
　　第四，針對(duì)應(yīng)急電源能量管理控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了協(xié)調(diào)供能控制策略，使應(yīng)急電源系統(tǒng)盡可能的安全、可靠、高效的運(yùn)行。本文所設(shè)計(jì)的應(yīng)急電源協(xié)調(diào)供能控制策略，具有清潔能源優(yōu)先和應(yīng)急負(fù)載優(yōu)先，以及高供電可靠性等特點(diǎn)。具體來說，在應(yīng)急電源儲(chǔ)能設(shè)備充足的情況下，通過切換開關(guān)的控制，應(yīng)用風(fēng)能和太陽能發(fā)出的電能將優(yōu)先于市電供給用戶使用；在緊急情況下，負(fù)載的分等級(jí)處理和風(fēng)光互補(bǔ)的應(yīng)用增加了應(yīng)急電力的供應(yīng)時(shí)間。
　　第五，設(shè)計(jì)了監(jiān)控系統(tǒng)，便于