风光储输发电站中双向变流控制策略设计

摘要

随着化石能源的不断枯竭，人们对风能、太阳能等清洁可再生能源的开发和利用越来越重要，中国拥有丰富的风力资源和太阳能资源，但是风力发电和太阳能发电量受天气、季节等因素影响，具有间歇性和波动性，可能造成在电力需求高峰时发电量不足，而在电力需求低谷时发电量过剩。建立风光储输发电站，通过储能可以实现风力发电和太阳能发电的互补，且在电力调峰、稳定电网、利用可再生能源方面起着重要作用。
　　本文首先介绍了风光储输发电站系统结构，该系统由风力发电系统、太阳能发电系统、储能系统构成，通过功率控制系统接收电网调度以及对风光储输发电系统中各系统的功率控制。其中储能系统由储能电池和双向变流器组成，后者是本文研究的重点。本文对双向变流器的原理等进行了分析，并在三相abc坐标系、两相静止坐标系以及两相旋转dq坐标系中建立数学模型，以便对双向变流器整流以及逆变控制策略进行设计。
　　其次，分析双向变流器的工作模式，双向变流器受功率控制系统的控制，分别有整流状态以及并网逆变两种状态，整流时对储能电池进行充电，逆变时根据功率系统的调度向电网提供一定的有功功率和无功功率。分析储能电池的充电方式，提出双向变流器工作在整流状态有恒压、恒流以及恒功率充电三种状态，并针对这三种状态设计了双向变流器工作在整流状态时的控制策略。分析并网型双向变流器逆变控制系统，设计了基于空间矢量的直接功率控制策略。
　　最后，通过simulink仿真软件对双向变流器整流以及逆变的控制策略进行了仿真，通过仿真结果可以看出，本文设计的双向变流器在整流和逆变时，工作状态良好，实现了风光储输系统中对双向变流器的要求。

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第一章 绪论

1.1 课题背景

1.2 双向变流器的研究现状

1.3 本文的主要研究内容

第二章 风光储输发电站系统结构

2.1 风光储输发电站系统结构

2.2 储能电站电源系统结构

2.3 本章小结

第三章 双向变流器的基本原理

3.1 双向变流器的原理

3.2 双向变流器的分类及拓扑结构

3.3 静止abc坐标、静止??坐标及旋转dq坐标变换

3.4 双向变流器的数学模型

3.5 本章小结

第四章 双向变流器整流控制策略设计

4.1双向变流器整流控制系统分析

4.2 电流前馈解耦控制策略

4.3 恒压充电时双向变流器的控制策略

4.4 恒流充电时双向变流器的控制策略

4.5 限功率充电时双向变流器的控制策略

4.6 本章小结

第五章 双向变流器逆变控制策略设计

5.1 并网型双向变流器逆变控制系统分析

5.2 瞬时有功、无功功率的计算

5.3 逆变功率控制策略

5.4 直接功率控制策略

5.5 SVPWM控制算法实现

5.5 本章小结

第六章 双向变流器控制策略仿真

6.1 双向变流器整流仿真

6.2 双向变流器逆变仿真

6.3 本章小结

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

致谢

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