基于混合储能的光储微电网研究

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1、万方数据中图分类号巡鱼l§UDC621。3硕士学位论文学校代码!Q53圣密级公珏基于混合储能的光储微电网研究ResearchonHybridEnergyStorageTechnologyinPVMicro．．grid一作者姓名：王再兴学科专业：电气工程研究方向：电力电子与电力传动学院(系、所)：信息科学与工程学院指导老师：申群太教授副指导老师：论文答辩日期丝!竺：至：!鱼答辩委员会中南大学二。一四年四月万方数据学位论文原创性声明JIIIIIIIIPIIIIIIilIIIIIIllllJIJIIIIIIlllJIIIY2684429本人郑重声明，所呈交的学位论文是本人在

2、导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其它单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：日期：掣!生年—垒月兰日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版；本人允许本学位论文被查阅和借阅；学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其它手段保

3、存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适应本声明。作者签名：瞿日期：速#年工月竺日导师签名雠日期：2雏年上月4日万方数据基于混合储能的光储微电网研究摘要：随着世界性的能源危机持续发酵，发展新能源已刻不容缓，太阳能作为分布最广，最廉价，最清洁的能源，受到了世界各国越来越多的关注。由于光伏发电的输出功率受环境的影响很大，随着光伏电池并网规模越来越大，光伏输出的功率波动会给电网造成很大的冲击。因此，本文围绕削弱光伏系统功率波动展开研究，提出了基于混合储能的太阳能光伏系统。以光伏电池模型和MPPT控制方法为基础，然后将蓄电池和超级电容引入系统，组成光储微电网。本文以光储系统为研

4、究对象，采用直流母线结构，以抑制输出功率波动，维持直流母线电压稳定为研究目的，建立了光伏电池模型，并用此模型验证光伏特性。研究了MPPT控制的最常用的三种方法，文中采用导纳增量法。MPPT控制模块通过产生PWM波调制和光伏阵列相连的Boost电路开关器件的占空比来实现MPPT控制。而后研究了蓄电池和超级电容混合储能系统的拓扑结构、数学模型和控制方法，并且对蓄电池和超级电容的容量进行了定容分析。重点研究了蓄电池和超级电容混合储能的控制策略，根据蓄电池容量大但响应速度慢而超级电容容量小但响应速度快的特点，设计了分频控制策略，采用一个低通滤波器将功率波动分为高频和低频两部分

5、，低频部分由蓄电池吸收，高频部分由超级电容吸收，从而优化蓄电池的充放电曲线，提高了蓄电池的寿命。为了得到更好的蓄电池曲线，设计了变截止频率的低通滤波器，使蓄电池和超级电容能以一定的比例均分电流，并且引入了自适应模糊PI控制，自动调节PI参数，使蓄电池的充放电曲线更加完美，抑制功率波动的作用更加明显。本文建立了基于混合储能的光伏发电系统，分别进行了变光照实验和变负载实验，实验结果验证了该控制策略能很好地抑制功率波动，最后进行了采用并网逆变器将本文建立的光储微电网接入交流微电网中的功率平衡分析。关键词：光储微电网；MPPT；混合储能；分频控制；自适应模糊PID分类号：TM

6、615万方数据ResearchonHybridEnergyStorageTechnologyinPVMicro．grid—Abstract：Witheconomicdevelopment，globalenergycrisiscontinuetosimmer,thedevelopmentofnewenergyasailalternativeenergyhasbecomeessential，Solarenergyasthemostwidespread，thecheapest，themostcleanenergy,moreandmorecountriesaroundthew

7、orldpaymoreandmoreattentionstoit．Inrecentyears，thedevelopmentofphotovoltaicindustryisveryfast，However,PVpoweroutputislargeimpactedbytheenvironment，Asmoreandmorephotovoltaiccellsconnectedtothegrid，Whenthedramaticchangesinlightintensity,thePVoutputpowergridfluctuationswillcausegr