隨著不可再生的化石能源的大量消耗,其接近枯竭的儲量無法滿足人們?nèi)找嬖鲩L的電能消費(fèi)需求,于是可再生的清潔能源發(fā)電得到了廣泛的重視和應(yīng)用。分布式電能收集系統(tǒng)由于其可以很好地結(jié)合不同能源在時(shí)間和季節(jié)上的互補(bǔ)性,可以將多種形式能源同時(shí)進(jìn)行收集(多輸入、單輸出)的特點(diǎn),越來越成為專家學(xué)者研究探索的焦點(diǎn)。由于交流發(fā)電要考慮頻率控制和無功補(bǔ)償?shù)葟?fù)雜的問題,相比之下,直流發(fā)電的可控性更好,所以,本文針對基于風(fēng)光互補(bǔ)的分布式直流型電能收集系統(tǒng)進(jìn)行研究與設(shè)計(jì),主要完成以下幾個(gè)方面的研究與設(shè)計(jì):1.本文首先對光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的原理進(jìn)行研究,隨后根據(jù)數(shù)學(xué)模型在Matlab/Simulink環(huán)境下搭建光伏電池模型和風(fēng)力機(jī)的模型,并對兩個(gè)子系統(tǒng)的輸出特性曲線進(jìn)行分析;再采用改進(jìn)的(變步長、設(shè)閾值)擾動(dòng)觀察法(PO)對光伏發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)追蹤(MPPT)算法進(jìn)行建模仿真。2.本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)采用階梯式的結(jié)構(gòu),將分布式直流型電能收集系統(tǒng)分為上下兩級:上級為管理決策層、下級為電能分配層,協(xié)同控制輸出電能的優(yōu)化分配。再根據(jù)發(fā)電成本和輸出功率波動(dòng)情況構(gòu)建目標(biāo)函數(shù),應(yīng)用基于理想點(diǎn)法的分布式模型預(yù)測控制(DMPC)算法對分布式直流型電能收集系統(tǒng)的輸出電能進(jìn)行優(yōu)化配置,使輸出功率在滿足負(fù)載需求的情況下,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大、功率平滑度最好。3.本文通過設(shè)計(jì)雙輸入并聯(lián)boost電路來模擬分布式直流型電能收集系統(tǒng)。選擇TI公司的UC3842作為電路主控芯片,通過STM32單片機(jī)控制數(shù)字電位器MAX5483接入電路輸出端的阻值,進(jìn)而改變兩個(gè)支路的占空比,實(shí)現(xiàn)電路的電流(功率)按照需求任意分配,從而證明分布式直流型電能收集系統(tǒng)的管理控制方案的可行性。本文設(shè)計(jì)的雙輸入并聯(lián)boost電路的輸入電壓滿足18-30V可調(diào),輸出電壓穩(wěn)定在48V,開關(guān)頻率為100KHz,兩個(gè)模塊的輸出電流可以按照需求進(jìn)行任意分配,系統(tǒng)效率達(dá)到90%以上。通過測試,系統(tǒng)滿足上述性能指標(biāo),且工作狀態(tài)良好。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM61
【部分圖文】：

光伏電池仿真圖

風(fēng)力機(jī)仿真模型圖

CP-(λ,β)曲線圖

【參考文獻(xiàn)】

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1 周明;趙洪超;黃坤;沈彥濤;;基于Matlab/Simulink的光伏電池建模與仿真[J];電子質(zhì)量;2015年04期

2 蔣偉;李玉秋;呂洪善;;基于雙輸入Boost電路的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)研究[J];沈陽工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年03期

3 吳雄;王秀麗;王建學(xué);別朝紅;;微網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度問題的混合整數(shù)規(guī)劃方法[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2013年28期

4 黃曉敏;雷曉輝;王宇暉;蔣云鐘;;基于NSGA-Ⅱ的水文模型參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化研究[J];人民長江;2012年02期

5 陸治國;劉捷豐;鄭路遙;秦煜森;;新型雙輸入Boost變換器[J];電力自動(dòng)化設(shè)備;2010年09期

6 揭婷;段善旭;劉邦銀;史晏君;;風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的能量管理研究[J];變頻器世界;2008年09期

7 艾斌,楊洪興,沈輝,廖顯伯;風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)(I) CAD設(shè)計(jì)方法[J];太陽能學(xué)報(bào);2003年04期

8 朱俊林,劉細(xì)平,許倫輝;基于UC3842的電流控制型脈寬調(diào)制開關(guān)穩(wěn)壓電源的研究[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2003年09期

9 梁才浩,段獻(xiàn)忠;分布式發(fā)電及其對電力系統(tǒng)的影響[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2001年12期

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1 周文輝;智能電網(wǎng)分布式能源優(yōu)化調(diào)度與控制方法研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2017年

2 劉曉;新能源電力系統(tǒng)廣域源荷互動(dòng)調(diào)度模式理論研究[D];華北電力大學(xué);2012年

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2 鄧蘭梅;基于相對有效性的理想點(diǎn)法研究[D];西南交通大學(xué);2018年

3 劉巡;直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組最大功率跟蹤技術(shù)的研究[D];長春工業(yè)大學(xué);2017年

4 金立帥;風(fēng)力發(fā)電模擬系統(tǒng)的研究與仿真[D];浙江大學(xué);2017年

5 鄭衛(wèi)東;分布式能源系統(tǒng)分析與優(yōu)化研究[D];東南大學(xué);2016年

6 蔣有斌;風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電實(shí)驗(yàn)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];南京師范大學(xué);2014年

7 李坦;風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的控制研究[D];蘭州交通大學(xué);2013年

8 朱麗;風(fēng)光柴蓄混合發(fā)電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制策略研究[D];湖南大學(xué);2013年

9 朱曉曲;基于UC3842的多端反激式開關(guān)電源的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];湖南大學(xué);2013年

10 王成全;新能源分布式發(fā)電并網(wǎng)與功率調(diào)節(jié)集成系統(tǒng)的研究與仿真[D];華南理工大學(xué);2012年

本文編號：2829465