分布式光伏并网发电系统的协同控制

【摘要】：传统能源的日渐枯竭和世界范围内环境的逐步恶化,促使了人们对低碳的追求和对新能源的开发和利用。具有可持续发展优势的清洁能源——太阳能受到了世界各国的关注,太阳能的资源丰富,没有地域限制,而且没有污染或很少产生污染,各国政府相继出台新的能源法,这为太阳能的发展起到了推波助澜的作用。其中,光伏并网发电具有深远的理论价值和现实意义,仅仅只是在过去的几年时间里,光伏并网发电站的装机总量就已经达到了数兆千瓦。尤其分布式光伏并网发电系统更是得到了前所未有的关注,而如何让含有多个光伏单元的分布式光伏并网发电系统协调高效地发电成为了关键。 本文首先介绍了光伏并网发电的研究背景和意义,分析了光伏发电国内外的现状和发展,介绍了分布式发电的常用控制模式；接着介绍了分布式光伏发电系统的组成,分析了其拓扑结构,详细介绍了逆变电路的选择,并对单相光伏并网逆变器的等效模型进行了全面的分析；然后,提出了一种基于动态矩阵控制的协同控制的两层分布式控制策略,上层控制是协同控制,下层控制是动态矩阵控制,这种控制策略不仅可以使成群的光伏发电单元收敛和运行在同样的可用功率输出比上,还可以调节所有光伏单元的功率输出来确保分布式光伏发电系统的稳定,接着分别对协同控制理论和动态矩阵控制算法进行了详细的介绍,设计了相应的控制器。 最后,通过Matlab/Simulink搭建了含多个光伏单元的分布式并网光伏发电系统的仿真平台,并对有协同控制和无协同控制进行了对比仿真实验,分析了各自的优劣,验证了所提出控制策略的有效性。 【关键词】：分布式发电 光伏发电 分布式控制 协同控制 动态矩阵控制
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-22
• 1.1 研究意义及背景9-11
• 1.1.1 研究的背景9-10
• 1.1.2 研究的意义10-11
• 1.2 国内外光伏发电的现状及发展11-13
• 1.2.1 国外光伏发电的现状与发展11-12
• 1.2.2 我国光伏发电的现状与发展12-13
• 1.3 光伏发电系统简介13-20
• 1.3.1 光伏发电原理13-14
• 1.3.2 光伏发电系统的组成14-15
• 1.3.3 光伏发电系统分类15-17
• 1.3.4 分布式光伏发电及其控制策略17-20
• 1.4 本文的主要工作和创新点20-22
• 1.4.1 主要工作内容和结构安排20-21
• 1.4.2 创新点21-22
• 第2章 分布式光伏发电系统建模22-32
• 2.1 分布式光伏发电系统的组成22
• 2.2 分布式光伏发电系统的拓扑结构分析22-27
• 2.2.1 光伏组件的模型22-23
• 2.2.2 逆变电路的选择23-27
• 2.3 分布式光伏并网发电系统逆变器建模27-31
• 2.3.1 单相光伏并网逆变器建模27-29
• 2.3.2 模型中主要参数的选取29-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第3章 协同控制和动态矩阵控制结合的两层控制策略32-46
• 3.1 协同控制策略33-36
• 3.1.1 协同控制概述33-34
• 3.1.2 协同控制算法34-36
• 3.2 动态矩阵控制策略36-39
• 3.2.1 动态矩阵控制概述36
• 3.2.2 动态矩阵控制算法36-39
• 3.3 基于动态矩阵控制的协同控制器设计39-45
• 3.3.1 协同控制器的设计39-41
• 3.3.2 动态矩阵控制器设计41-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第4章 系统仿真及分析46-61
• 4.1 仿真平台及分析46-48
• 4.1.1 系统仿真平台46-47
• 4.1.2 系统中部分参数的设置47-48
• 4.2 仿真结果对比与分析48-60
• 4.3 本章小结60-61
• 第5章 总结与展望61-63
• 5.1 工作总结61
• 5.2 工作展望61-63
• 参考文献63-68
• 致谢68-69
• 攻读学位期间发表的论文69

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