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。 首先,本文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。 【关键词】：储能系统 蓄电池模型 储能逆变器 控制方式 光-储联合系统 平波抑制
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题研究背景9-10
• 1.2 研究现状10-15
• 1.2.1 储能装置的研究现状12-13
• 1.2.2 逆变器的研究现状13-15
• 1.3 本文主要工作15-16
• 第2章 储能电池的建模研究16-29
• 2.1 储能电池的性能指标16-20
• 2.1.1 蓄电池的性能指标16-17
• 2.1.2 蓄电池的选择17-19
• 2.1.3 蓄电池的充放电特性19-20
• 2.2 储能电池的一般等效电路的分析20-22
• 2.3 储能电池的改进模型22-27
• 2.3.1 模型的建立22-23
• 2.3.2 模型的参数计算23-24
• 2.3.3 仿真分析24-27
• 2.4 本章小结27-29
• 第3章 储能系统的充放电控制29-49
• 3.1 储能系统的结构与原理29-31
• 3.1.1 储能系统的基本结构29
• 3.1.2 储能系统的工作原理29-31
• 3.2 数学模型分析31-33
• 3.3 充放电控制方式33-44
• 3.3.1 充电方式33-35
• 3.3.2 放电方式35
• 3.3.3 仿真分析35-44
• 3.4 充放电终止控制技术44-47
• 3.4.1 限制条件44-45
• 3.4.2 常用控制方法45-46
• 3.4.3 三变量综合控制法46-47
• 3.5 本章小结47-49
• 第4章 储能系统在光-储一体化中的应用49-58
• 4.1 光伏-储能系统的拓扑结构49-52
• 4.1.1 光伏系统49-50
• 4.1.2 光伏-储能联合系统的结构与原理50-52
• 4.2 两种光-储拓扑结构的比较52-53
• 4.3 储能系统的作用53-57
• 4.3.1 光伏功率的平波抑制53-54
• 4.3.2 平波抑制补偿容量的计算54-55
• 4.3.3 算例分析55-57
• 4.4 本章小结57-58
• 第5章 结论与展望58-59
• 参考文献59-64
• 攻读硕士学位期间发表的论文64-65
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作65-66
• 致谢66

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