超级电容器抑制风能随机波动的建模和预测控制方法研究

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1、⑧论文作者签名：量塑指导教师签名：论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：答辩委员会主席：委员1：委员2：委员3：委员4：委员5：答辩日期：⋯l●l211●．●．,111．1l^●．●．●●ljVlonenngannDredlCnVeC0ntrolmetnodIormltl2atIn2WlndDOWerIIUCtUan0UWltllUItraCaDaCltOr⑧Author’Ssignature：一●·Superwsor7Ssignature：ExtemalReviewers：Exa

2、miningCommitteeChairperson：ExaminingCommitteeMembers：Dateoforaldefence：浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了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，也不包含为获得浙江太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：燃签字日期：

3、妒侈年彩月形日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙江太堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：签字日期：y【；年上月讧日导师签名：谚习签字日期：汐【弓年占月砒日浙江大学硕士学位论文摘要风能等可再生能源的开发与利用越来越受到各国的重视，如何高效利用可再生能源成为了一个

4、重要课题。鉴于超级电容的诸多优点，超级电容器储能系统正被广泛的应用于风能等可再生能源发电系统中，用以解决可再生能源电能输出固有的随机波动问题。论文主要包含以下几个部分内容：1．介绍了风能等可再生能源的发展历史、国内外应用现状及发展潜力；讨论了储能系统的种类及发展状况，并阐述了目前储能系统常用的控制策略。2．介绍了风能利用理论，讨论了提高系统运行效率及最大风能捕获的方法。变速恒频发电系统作为一种新型的发电技术，是捕获高质量风能的有效途径。本文分析了风力机和双馈电机的数学理论，讨论了双馈感应发电机(D

5、ouble—FedInductionGenerator，DFIG)的运行原理和等值电路，构建了基于DFIG的风力发电系统模型。3．介绍了超级电容储能系统的工作原理与发展历程，分析了其性能优缺点及应用场合。给出了超级电容器的等效电路模型，阐述了超级电容器交流并网储能系统中双向DC／DC、DC／AC变流器的结构和性能，并搭建了超级电容器交流并网储能系统。4．对超级电容器储能系统中的DC／DC变换器和DC／AC变流器进行控制策略实现，主要包括DC／DC变换器的双闭环PI控制策略，以及基于切换系统多步预测

6、控制的三相DC／AC变流器控制策略。由于DC／DC变换器的模型相对简单，本文采用了传统的双闭环PI控制策略，并进行仿真实现。对于三相DC／AC变流器，通过分析其结构和工作原理可知，其工作状态实际上只在确定的7种状态之间切换产生，由此构造了三相DC／AC交流器的切换系统模型；并引入了基于切换系统模型的多步预测控制方法，以进行DC／AC交流器的有效控制；为减小计算量和改善稳态性能，提出了离线计算与在线校正相结合的策略。最后，对该控制策略进行仿真实现，并与目前应用较多的交流器双闭环PI控制策略进行比较，

7、验证了本方法的有效性。关键词：风能，预测控制，切换系统，DC／AC变流器，超级电容，功率跟踪。AbstractDevelopmentandutilizationofwindpowerandotherrenewableenergyhavegotmoreandmoreattentionfromeachcouutry,andhowtousethemefficientlyhasbecomeanimportanttopic．Inviewoftheultracapacitor’Sadvantages，theu

8、ltracapacitorenergystoragesystemisbeingwidelyappliedinwindpowerandotherrenewableenergypowergenerationsystemforsolvingtherandomfluctuationproblemoftherenewableenergyoutput．Thethesisisdividedintothefollowingsections：1．Thedevelopmenthistory,thecu