風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的MPPT控制及能量管理研究.pdf

1、環(huán)境的日益惡化、能源危機(jī)的日益加劇以及不可再生能源的日益枯竭三方面因素促進(jìn)了綠色新能源的快速發(fā)展,尤其是風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電已得到了世界各國的廣泛重視。最大能量捕獲在近幾年已經(jīng)成為新能源領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn),最大功率跟蹤(MPPT)(Maximum Power Point Tracking)技術(shù)旨在提高風(fēng)電機(jī)組、光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出效率及整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)速度。MPPT控制策略性能的優(yōu)劣直接影響著風(fēng)能和太陽能的有效利用率和整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行性能。

2、高效的 MPPT控制策略對于促進(jìn)新能源電力系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展是十分必需的。風(fēng)能和太陽能具有很好的互補(bǔ)性(白天風(fēng)小光強(qiáng),晚上風(fēng)大光弱),風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)較獨(dú)立風(fēng)電機(jī)組或光伏而言,可以有效地降低環(huán)境變化對系統(tǒng)的影響,使系統(tǒng)的輸出效率更高。
　　本文首先分別對風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的光伏發(fā)電子系統(tǒng)和風(fēng)電機(jī)組做出了詳細(xì)的理論分析;搭建了光伏陣列和風(fēng)力機(jī)的仿真模型并對其輸出特性進(jìn)行分析;對風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的MPPT控制算法進(jìn)行了比較深入的探討。對光伏發(fā)

3、電系統(tǒng)和小型風(fēng)電機(jī)組分別設(shè)計(jì)了相應(yīng)的MPPT控制策略,仿真結(jié)果驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)控制策略的有效性,提高了系統(tǒng)的輸出效率和響應(yīng)速度。主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新成果如下:
　　(1)分析了光伏陣列在理想照度下的輸出特性、采用Boost Chopper實(shí)現(xiàn)光伏MPPT的原理及常用MPPT控制策略的優(yōu)缺點(diǎn),提出了變步長占空比MPPT算法,所提的MPPT控制策略具有跟蹤速度快、跟蹤精度高和容易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)并具有良好的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能;
　　(2)分析了

4、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)理、風(fēng)力機(jī)的輸出特性及常見最大風(fēng)能捕獲算法優(yōu)缺點(diǎn),采用將擾動觀察法以S-Function呈現(xiàn)的方式實(shí)現(xiàn)風(fēng)力機(jī)的最大風(fēng)能捕獲。所采用的控制策略容易實(shí)現(xiàn),輸出效率較高,動、穩(wěn)態(tài)性能良好;
　　(3)為了在不具備風(fēng)場環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室條件下實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電,采用直流電動機(jī)拖動永磁同步發(fā)電機(jī)發(fā)電的方式模擬風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。提出了變步長占空比擾動法MPPT控制策略,該算法能夠高效地追蹤到MPP。
　　(4)全面考慮了天氣、負(fù)載及