户用型交直流混合纳网控制策略研究

发布时间：2024-04-12 21:02

　　传统的集中式大电网供电形式正面临着许多不利因素:环境污染、能源短缺、线路损耗大、运行难度大、难以满足用户越来越高的安全性和可靠性要求。因此,电力专家开始对电力系统的发展模式另辟蹊径。近年来,分布式发电、微电网、纳网逐渐成为科研人员的研究热点。尽管纳网在电力系统领域是一个相对较新的研究课题,但它已经引起国内外诸多研究机构和科研人员的广泛关注。本课题针对户用型交直流混合纳网中的电力电子变换器控制策略与纳网的能量管理控制策略进行了深入分析与研究。本课题设计了一种主要由交直流母线单元、新能源发电单元、储能单元、互联变换器单元和负荷单元构成的户用型交直流混合纳网结构,简述了纳网中的各模块功能,分析了光伏电池的数学模型及输出特性,对纳网中的储能装置和电力电子变换器进行了优化设计与选择。建立了Boost变换器、双向Buck/Boost变换器、双向DC/AC变换器的大信号模型。基于变换器的稳态数学模型和误差信号数学模型,设计了上述三种变换器的李雅普诺夫控制器,并通过仿真验证了控制器设计的有效性。以Boost变换器为例,对比了传统的电压模式控制器、电流模式控制器和新型控制器的控制效果。给出了两种蓄电池充...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与研究意义
        1.1.1 集中式大电网面临的问题
        1.1.2 分布式发电
        1.1.3 微电网
        1.1.4 纳网
        1.1.5 本课题研究意义
    1.2 纳网概述
        1.2.1 纳网类型
        1.2.2 纳网能量管理控制策略
    1.3 李雅普诺夫控制在纳网中的应用
        1.3.1 李雅普诺夫稳定性理论
        1.3.2 李雅普诺夫控制在电力电子变换器中的应用
    1.4 本课题主要研究内容
第2章 户用型交直流混合纳网
    2.1 户用型交直流混合纳网结构
        2.1.1 基本结构
        2.1.2 纳网中各模块功能
    2.2 光伏发电单元
        2.2.1 光伏电池数学模型及输出特性
        2.2.2 光伏变换器选择
    2.3 储能装置
        2.3.1 储能装置选择
        2.3.2 双向储能DC/DC变换器设计
    2.4 双向DC/AC互联变换器选择
    2.5 本章小结
第3章 纳网中变换器控制器设计
    3.1 光伏侧Boost变换器控制
        3.1.1 光伏侧Boost变换器数学模型
        3.1.2 光伏侧Boost变换器控制器设计
        3.1.3 与传统控制器对比
        3.1.4 最大功率跟踪的实现
    3.2 双向储能DC/DC变换器控制
        3.2.1 双向推挽谐振式DC/DC变换器控制器设计
        3.2.2 双向Buck/Boost变换器控制器设计
        3.2.3 储能充放电控制设计
    3.3 双向DC/AC互联变换器控制
        3.3.1 双向DC/AC互联变换器数学模型
        3.3.2 双向DC/AC互联变换器控制器设计
        3.3.3 仿真验证
    3.4 本章小结
第4章 纳网能量管理控制策略与仿真验证
    4.1 基于DBS的纳网能量管理控制策略
    4.2 纳网中各功能模块运行控制设计
        4.2.1 光伏发电系统运行控制设计
        4.2.2 储能系统运行控制设计
        4.2.3 双向DC/AC互联变换器运行控制设计
    4.3 纳网能量管理控制策略仿真验证
    4.4 本章小结
第5章 纳网实验平台及测试
    5.1 实验平台介绍
        5.1.1 光伏侧Boost变换器实验平台介绍
        5.1.2 双向储能DC/DC变换器实验平台介绍
        5.1.3 双向DC/AC互联变换器实验平台介绍
    5.2 实验平台测试
        5.2.1 光伏侧Boost变换器实验平台测试
        5.2.2 双向储能DC/DC变换器实验平台测试
        5.2.3 双向DC/AC互联变换器实验平台测试
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢



本文编号：3951963