【摘要】：能源危機和環(huán)境危機大大促進了風能、太陽能等新能源的發(fā)展。而風能和太陽能等新能源系統(tǒng)的輸出功率受氣候和天氣影響波動比較大,在并網時對電能的質量以及電力系統(tǒng)穩(wěn)定性會有很大影響,所以光伏發(fā)電系統(tǒng)需要足夠容量的儲能設備才能穩(wěn)定地提供符合質量標準的電能。在傳統(tǒng)的分布式發(fā)電中,儲能單元主要是通過對蓄電池的充放電進行控制來實現(xiàn)能量的存儲和調動,在并網時仍會對電網產生較大沖擊,導致母線電壓的波動,同時對于蓄電池本身的壽命非常不利;因此,本文提出了將混合儲能系統(tǒng)應用于光伏發(fā)電系統(tǒng)并網中,并通過光伏發(fā)電系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)之間互補的特點進行組合構成一個小型的微電網系統(tǒng)進行研究。首先,對光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本組成和原理特性展開研究,重點分析和研究光伏發(fā)電系統(tǒng)的各種組成,并且對其進行了比較詳細的分類,最后給出相應光伏電池的等效模型和光伏發(fā)電輸出特性;研究了光伏發(fā)電系統(tǒng)并網控制中的一些關鍵性基礎技術為本文微電網并網運行研究提供理論技術支撐。其次,提出一種光伏最大功率點跟蹤(MPPT)的控制方法并對蓄電池和超級電容儲能的原理進行分析,重點對蓄電池和超級電容這兩種儲能裝置分別進行仿真研究,得到它們各自運用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的特性,同時利用兩者可以進行優(yōu)勢互補的特性,將兩者結合以后進行混合儲能系統(tǒng)建模和仿真分析,并提出可以實現(xiàn)蓄電池-超級電容快速響應的直流母線電壓平衡控制策略。同時研究了用于并網研究的光伏逆變器,逆變器采用恒功率控制策略進行控制,并通過建模和仿真驗證了控制方法的正確性。最后,在前面研究的基礎上使用Matlab/Simulink搭建結合了光伏發(fā)電系統(tǒng)以及蓄電池-超級電容儲能系統(tǒng)的微電網模型,并且對它并網運行下的特性進行分析,仿真結果表明,基于混合儲能的微電網并網控制策略具有一定的優(yōu)越性和正確性,驗證了光伏發(fā)電系統(tǒng)中加入混合儲能系統(tǒng)后進行并網的可行性,能夠降低瞬間能量不平衡對電網的沖擊作用,從而為微電網的實際應用發(fā)展提供一定的理論參考和技術支持。
[Abstract]:Energy crisis and environmental crisis have greatly promoted the development of new energy, such as wind energy and solar energy. However, the output power of new energy systems, such as wind and solar energy, fluctuates greatly by climate and weather, which will have a great impact on the quality of electric energy and the stability of power systems when connected to the grid. Therefore, photovoltaic power generation systems require sufficient capacity energy storage equipment to provide stable power to meet quality standards. In the traditional distributed generation, the energy storage unit mainly controls the charge and discharge of the battery to realize the storage and transfer of energy, which will still have a great impact on the grid when connected to the grid, resulting in the fluctuation of bus voltage. At the same time, it is very disadvantageous to the life of the battery itself. Therefore, the hybrid energy storage system is applied to the grid-connected photovoltaic power generation system, and a small micro-grid system is constructed by combining the characteristics of the photovoltaic power generation system and the energy storage system. First of all, the basic composition and principle characteristics of photovoltaic power generation system are studied, and the various components of photovoltaic power generation system are analyzed and studied in detail. Finally, the equivalent model of photovoltaic cells and the output characteristics of photovoltaic cells are given. Some key technologies in grid-connected control of photovoltaic power system are studied in this paper, which provide theoretical and technical support for the research of grid-connected operation of micro-grid. Secondly, a control method of photovoltaic maximum power point tracking (MPPT) is proposed and the principle of storage battery and super capacitor energy storage is analyzed. The characteristics of their application in photovoltaic power generation system are obtained. At the same time, the hybrid energy storage system modeling and simulation analysis are carried out after combining the two characteristics, which can complement each other with each other. The DC bus voltage balance control strategy which can realize the fast response of battery-super capacitor is proposed. At the same time, the photovoltaic inverter used in grid-connected research is studied. The inverter is controlled by constant power control strategy, and the correctness of the control method is verified by modeling and simulation. Finally, on the basis of the previous research, Matlab/Simulink is used to build the microgrid model combining photovoltaic system and accumulate-super capacitor energy storage system, and the characteristics of the system are analyzed. The simulation results show that, The grid-connected control strategy of microgrid based on hybrid energy storage has certain advantages and correctness, which verifies the feasibility of grid connection after the hybrid energy storage system is added in photovoltaic power generation system, and can reduce the impact of instantaneous energy imbalance on the grid. Therefore, it provides some theoretical reference and technical support for the practical application and development of microgrid.
【學位授予單位】：東華理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM615

【參考文獻】

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本文編號：2361212