储能逆变器及其抑制光伏功率波动的研究

摘要

随着世界化石能源的枯竭，以及世界环境污染的逐渐恶化，具有环保和可再生等特点的新能源发电技术有了非常好的应用前景。然而由于某些新能源的随机性和不稳定性，对电力系统的安全、可靠、高效运行造成了很大的压力。为了平滑新能源的输出功率，提高新能源发电的可靠性，降低新能源发电的波动性，与储能系统配合发电成为重要的发展方向。 本文首先分析了储能蓄电池的各种等效电路，并对现有典型等效电路进行改进，提出了一种基于简单等效电路和三阶动态等效电路相结合的新的等效模型，并在PSCAD/EMTDC仿真平台进行了验证。其次，对比了不同充放电方式（恒压、恒流、恒功率）的特点，采用双环控制策略在PSCAD/EMTDC平台进行数值仿真，总结分析不同充放电模式下储能系统输出的电压电流特性。然后研究了不同充放电模式之间的切换方法，提出了一种带软化控制环节的改进控制策略，用于改善平滑切换电流过渡曲线。根据蓄电池的特性条件，提出了三变量控制法进行充放电终止控制。再次，对比分析了不同光-储联合系统的拓扑结构的特点。本文采用交流侧并联拓扑结构，针对储能系统对光伏功率的平波抑制进行了深入的研究，提出了一种新的计算平抑波动补偿功率的算法。在PSCAD/EMDTC仿真平台中，进行了仿真验证。最后，对储能逆变器样机试验中发生的一些故障进行了总结分析。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 研究现状

1．2．1 储能装置的研究现状

1．2．2 逆变器的研究现状

1．3 本文主要工作

第2章 储能电池的建模研究

2．1 储能电池的性能指标

2．1．1 蓄电池的性能指标

2．1．2 蓄电池的选择

2．1．3 蓄电池的充放电特性

2．2 储能电池的一般等效电路的分析

2．3 储能电池的改进模型

2．3．1 模型的建立

2．3．2 模型的参数计算

2．3．3 仿真分析

2．4 本章小结

第3章 储能系统的充放电控制

3．1 储能系统的结构与原理

3．1．1 储能系统的基本结构

3．1．2 储能系统的工作原理

3．2 数学模型分析

3．3 充放电控制方式

3．3．1 充电方式

3．3．2 放电方式

3．3．3 仿真分析

3．4 充放电终止控制技术

3．4．1 限制条件

3．4．2 常用控制方法

3．4．3 三变量综合控制法

3．5 本章小结

第4章 储能系统在光-储一体化中的应用

4．1 光伏-储能系统的拓扑结构

4．1．1 光伏系统

4．1．2 光伏—储能联合系统的结构与原理

4．2 两种光-储拓扑结构的比较

4．3 储能系统的作用

4．3．1 光伏功率的平波抑制

4．3．2 平波抑制补偿容量的计算

4．3．3 算例分析

4．4 本章小结

第5章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢