分布式光伏并网发电系统的协同控制

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1、学校代码MOF硕士学位论文论文题目：分布式光伏并网发电系统的协同控制学科专业：控制科学与工程研究方向：工业过程建模、控制与优化论文作者：孙庆指导教师：杨数觀定稿日期：年月日学位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华东理工大学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，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。保密论文在解密后遵守此规定。论文涉密情况：“不保密口保密，保密期（—年—月—日至年—月—日）学位论文作者签名：指导老

2、师签名：曰期：声年月上曰日期年月日分类号：密级：华东理工大学学位论文分布式光伏并网发电系统的协同控制孙庆指导教师姓名：杨富文教授华东理工大学上海市徐汇区梅陇路号申请学位级别：工学硕士专业名称：控制科学与工程论文定稿曰期：论文答辩日期：学位授予单位：华东理工大学学位授予日期：■士答辩委员会主席：刘漫丹教授评阅人：严怀成教授沈润杰副研究员作者声明我郑重声明：本人恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的结果。除文中明确注明和引用的内容外，本论文不包括任何他人已经发表或撰写过的内容。论文为本人亲自撰写，并对所写内容负责。论文作

3、者签名：年月■曰华东理工大学硕士学位论文第页分布式光伏并网发电系统的协同控制摘要传统能源的日渐枯竭和世界范围内环境的逐步恶化，促使了人们对低碳的追求和对新能源的开发和利用。具有可持续发展优势的清洁能源—太阳能受到了世界各国的关注，太阳能的资源丰富，没有地域限制，而且没有污染或很少产生污染，各国政府相继出台新的能源法，这为太阳能的发展起到了推波助澜的作用。其中，光伏并网发电具有深远的理论价值和现实意义，仅仅只是在过去的几年时间里，光伏并网发电站的装机总量就已经达到了数兆千瓦。尤其分布式光伏并网发电系统更是得到了前所未有的关注，而如何让含有多个光伏单元的分布式光伏并网发电系

4、统协调高效地发电成为了关键。本文首先介绍了光伏并网发电的研究背景和意义，分析了光伏发电国内外的现状和发展，介绍了分布式发电的常用控制模式；接着介绍了分布式光伏发电系统的组成，分析了其拓扑结构，详细介绍了逆变电路的选择，并对单相光伏并网逆变器的等效模型进行了全面的分析；然后，提出了一种基于动态矩阵控制的协同控制的两层分布式控制策略，上层控制是协同控制，下层控制是动态矩阵控制，这种控制策略不仅可以使成群的光伏发电单元收敛和运行在同样的可用功率输出比上，还可以调节所有光伏单元的功率输出来确保分布式光伏发电系统的稳定，接着分别对协同控制理论和动态矩阵控制算法进行了详细的介绍，设

5、计了相应的控制器。最后，通过搭建了含多个光伏单元的分布式并网光伏发电系统的仿真平台，并对有协同控制和无协同控制进行了对比仿真实验，分析了各自的优劣，验证了所提出控制策略的有效性。关键词：分布式发电；光伏发电；分布式控制；协同控制；动态矩阵控制第页华东理工大学硕士学位论文：；；；；华东理工大学硕士学位论文第页目录第章绪论研究意义及背景研究的背景研究的意义国内外光伏发电的现状及发展国外光伏发电的现状与发展我国光伏发电的现状与发展光伏发电系统简介光伏发电原理光伏发电系统的组成光伏发电系统分类分布式光伏发电及其控制策略本文的主要工作和创新点：主要工作内容和结构安排创新点第章分布

6、式光伏发电系统建模分布式光伏发电系统的组成分布式光伏发电系统的拓扑结构分析光伏组件的模型逆变电路的选择分布式光伏并网发电系统逆变器建模单相光伏并网逆变器建模模型中主要参数的选取本章小结第章协同控制和动态矩阵控制结合的两层控制策略协同控制策略协同控制概述协同控制算法动态矩阵控制策略动态矩阵控制概述动态矩阵控制算法第页华东理工大学硕士学位论文基于动态矩阵控制的协同控制器设计协同控制器的设计动态矩阵控制器设计本章小结第章系统仿真及分析仿真平台及分析系统仿真平台系统中部分参数的设置仿真结果对比与分析本章小结第章总结与展望工作总结工作展望参考文献致谢攻读学位期间发表的论文华东理工

7、大学硕士学位论文第页第章绪论研究意义及背景研究的背景上个世纪，煤炭、石油、天然气等一次性能源是被人类广泛使用的化石能源，但是随着这类能源的大量使用，温室气体的排放量急速增多，温室效应变得越来越严重，地球表面的气温不断上升，导致全球降水量重新分配，开始出现冰山、冻土消融和海平面上升等现象，最终会使自然生态系统的平衡被打破。气候变暖会造成某些传染性疾病的传播；部分地区夏天太热会诱发心脏病和呼吸系统等疾病；还会使得洪错、雷暴和冰雹等极端气候事件频繁发生，它甚至会威胁人类的生命安全。化石能源是全球消耗的主要能源，它的形成过程相当漫长，再加上人类近