风光互补新能源技术应用——风光发电及相关技术研究

摘要

本文以实现风光互补系统实验平台为研究目标,在分析与总结前人工作基础上,着重于风光互补控制系统的工况分析和最大功率跟踪策略两个方面的研究。本文主要工作如下:
　　 首先,分析了风光互补发电系统的结构,分别研究了风力发电和光伏发电的工作原理和运行特性,利用MATLAB／SIMULINK建立了仿真模型。针对不同参数的变化分析了风力发电及光伏发电的输出特性,验证了仿真模型的正确性。
　　 其次,采用功率平衡原则,对系统工况进行了深入研究,提出系统三大工作状态,即最大功率跟踪控制状态、负载跟踪控制状态及超速保护控制状态。针对风力发电及光伏发电系统,分别研究了最大功率跟踪的原理和方法。分析不同拓扑结构特点,确定了风力发电部分采用二极管不控整流结合升降压型功率变换电路作为实现功率转换主电路,采用变步长爬山搜索法作为MPPT控制策略；光伏发电部分采用升压型功率变换电路作为实现功率转换主电路,采用增量电导法作为MPPT控制策略。
　　 最后,以ARM Cortex-M3为主处理器,设计了风力整流电路、升降压电路、光伏升压电路、电压电流检测电路、功率开关驱动保护电路、继电器驱动电路、辅助电源等电路。并对风力发电、卸荷控制及其MPPT、光伏发电及其MPPT、负载跟踪的软件流程进行了分析。最后利用MATLAB／SIMULINK仿真软件对整个系统进行了仿真研究。