基于燃料電池的分布式發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的研究.pdf

1、為了彌補(bǔ)大規(guī)模集中發(fā)電、輸電的不足，以及傳統(tǒng)能源的枯竭、環(huán)境污染的影響，近年來分布式發(fā)電DG（Distributed Generation）越來越受到各國(guó)的重視。分布式電源主要包括燃料電池、光伏電池、風(fēng)力發(fā)電等幾種類型。其中燃料電池以其良好的環(huán)境效益、發(fā)電效率高、可用燃料的多樣性、安裝簡(jiǎn)便可實(shí)現(xiàn)模塊化操作運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)獲得日益廣泛的關(guān)注，特別是近年來燃料電池技術(shù)取得了突破性發(fā)展，有望成為商業(yè)化的分布式發(fā)電技術(shù)。但是燃料電池產(chǎn)生不穩(wěn)定的直流電

2、，必須配備功率變換器，來調(diào)節(jié)、控制和管理電源輸出，以得到符合配電網(wǎng)要求的交流電能。因而，隨著基于燃料電池的分布式發(fā)電系統(tǒng)的廣泛更加應(yīng)用，針對(duì)燃料電池應(yīng)用的電力電子變換裝置與并網(wǎng)技術(shù)的研究與開發(fā)已成為一項(xiàng)重要的課題。 本文首先介紹了質(zhì)子交換膜燃料電池的工作原理，得到其輸出特性曲線，并以此為基礎(chǔ)選擇了并網(wǎng)模式下燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；探討了分布式發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀，包括分布式發(fā)電的定義、分布式發(fā)電系統(tǒng)的引入對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)的影響、及IEEE并網(wǎng)

3、的標(biāo)準(zhǔn)等，針對(duì)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)對(duì)DC/DC變換器設(shè)計(jì)的特殊要求，提出了Boost變換器作為6kW的質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的前級(jí)裝置，比較了多種變換器控制方法，討論了各種方法的優(yōu)點(diǎn)與不足，提出了Boost變換器的滑模變結(jié)構(gòu)控制方法；研究了燃料電池作為分布式電源并網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)條件，推導(dǎo)出了逆變器并網(wǎng)電流控制的目標(biāo)，并對(duì)三相逆變器數(shù)學(xué)模型的進(jìn)行分析，給出了一種在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電流內(nèi)環(huán)和有功/無(wú)功功率外環(huán)的并網(wǎng)控制策略，通過合理選取功率控制環(huán)、