混合储能与并网光伏系统的协调控制技术与仿真分析

摘要

当前化石能源的枯竭和全球气候变暖等问题的出现，新能源的开发迫在眉睫。其中太阳能资源是最有潜力的一种新能源，光伏电池就是利用了太阳能实现发电的。由于光伏发电受外界环境影响很大，具有很大的随机性。为了保证其系统的稳定性，一般都加装一定量的储能装置。本文主要是实现由超级电容和蓄电池组成的混合储能系统与并网光伏系统间的协调控制技术。
　　论文首先详细介绍光伏以及储能系统的发展现状以及研究意义。而当前主要的研究方向是利用储能系统实现有随机功率输出的新能源的功率平抑作用。课题中光伏系统选用了合适的MPPT控制方法，并且采用了双向DC-DC变换器来实现储能系统的充放电控制。由于蓄电池与超级电容的各自特性，为了利用二者的优势，提出了混合储能的协调控制策略。实现了并网逆变器采用的P-Q控制方法，实现直流侧恒定的功率输出。
　　针对前面所提出的混合储能及并网系统搭建了仿真模型。首先仿真验证了控制策略的合理性，其次进行了系统的暂态特性分析，主要分析两种储能装置在不同的暂态过程中所发挥的作用。通过对比了无储能光伏并网系统，可以看出：储能可提高了逆变器输出功率的能力，并且在光照波动时，交流侧的电气量几乎不受影响；而且当发生三相短路故障时，超级电容可以抑制直流侧电压、交流侧功率波动的幅度；该协调控制充分利用了超级电容的功率型的优势特点，在暂态过程中可以有效的减少蓄电池的充放电次数，延长其长期使用寿命。

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选题的依据与意义

国内外文献资料综述

1 绪论

1.1 选题背景和研究意义

1.2 分布式发电概述

1.3 光伏电池的发展概况及意义

1.4 储能系统研究现状及意义

1.5 本文的主要内容

2 光伏与混合储能系统的建模

2.1 光伏电池的建模及MPPT控制

2.2 混合储能系统的建模分析

2.3 小结

3 含HESS的并网光伏系统控制策略的研究

3.1 超级电容及蓄电池的协调控制策略

3.2 并网逆变器的选择及其控制方法的实现

3.3 含HESS的光伏系统的模型建立以及参数选择

3.4 小结

4 含HESS光伏并网系统的仿真分析

4.1 含HESS的光伏并网系统仿真验证

4.2 光照突变，系统暂态特性分析

4.3 电网侧三相短路，系统暂态特性分析

4.4 小结

5 结论与展望

参考文献

附录：攻读工程硕士学位期间发表的部分科研成果

致谢