光储微电网的最大功率跟踪与优化控制策略研究

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1、硕士学位论文光储微电网的最大功率跟踪与优化控制策略研究作者姓名付东学科专业电力系统及其自动化指导教师朱林副教授所在学院电力学院论文提交日期2018年4月ResearchonMaximumPowerTrackingandOptimumControlStrategyofPhotovoltaicEnergyStorageMicrogridADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：FuDongSupervisor：A.Prof.ZhuLinSouth

2、ChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TM743学校代号：10561学号：201520111294华南理工大学硕士学位论文光储微电网的最大功率跟踪与优化控制策略研究作者姓名：付东指导教师姓名、职称：朱林副教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：电力系统及其自动化论文形式：□产品研发□工程设计应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：电力系统运行分析与控制论文提交日期：2018年4月20日论文答辩日期：2018年6月2日学位授予单位：华南理工大学学

3、位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：张勇军委员：蔡泽祥、李爱民、李晓华、欧阳森摘要近年来，人们加快寻找新能源替代化石能源的步伐。光伏能源作为取之不尽用之不竭的清洁能源，越发得到人们的广泛关注。但由于光伏发电出力具有较大波动性，存在着无转动惯量、抗扰动过负荷能力较差等劣势，给配电网的功率平衡、电压稳定、频率质量带来一系列冲击。为了尽可能发挥光伏发电的优势，亟需对其进行从工作原理、建模与仿真、运行特性认识等方面展开深入研究。目前，光储微电网是由光伏发电系统、储能系统及相关控制系统共同组成，在运行中表现出

4、下述关键性问题：首先，光伏发电单元易受外界环境变化的影响，最大输出功率点随之快速变化，从资源最大化利用的角度，迫切需要使光伏发电单元始终保持高效率运行；其次，在光储微电网中需要通过控制双向DC/DC变换器使储能装置与微电网进行能量交换，变换器的控制策略与参数整定将对直接影响储能装置充放电模式的切换，也体现在对微电网功率变化的响应能力；最后，由于光储微电网中存在大量双向DC/DC变换器、DC/AC变换器等电力电子装置，它们自身可运行于多种运行模式，为使储微电网的安全、经济运行，存在协同配合的迫切需求。针对

5、上述问题，本文在光储微电网中的最大功率跟踪控制、储能系统控制器优化与参数整定、光储配合控制等问题进行深入研究。具体工作内容如下：（1）在SIMULINK环境下进行了深入的光伏发电系统及储能系统建模与仿真工作，为后续的研究工作奠定基础；（2）提出了一种基于Bloch球面坐标的量子粒子群算法，有效的解决了局部阴影下光伏列阵的最大功率跟踪问题；（3）提出了小扰动分析法以及基于Bloch球面坐标的量子粒子群算法与SIMULINK模型相互调用的方法，解决了储能系统控制器的设计与参数优化问题；（4）提出了一种分模式

6、控制策略，使光储微电网在功率平衡电压稳定的前提下，实现高效率高经济性的运行；（5）在MATLAB环境下，对所提算法及控制策略进行了详细的仿真与验证，相关仿真结果表明了本文所提算法及模型的有效性，优越性及通用性。关键词：光储微电网；光储配合控制；最大功率跟踪控制；充放电控制；量子粒子群算法IABSTRACTInrecentyears,peoplehavequickentheirstepstofindnewenergyalternativestofossilfuels.Photovoltaicenergyh

7、asreceivedincreasingattentionasaninexhaustiblesourceofcleanenergy.However,duetothevolatilityofphotovoltaicpowergeneration,therearedisadvantagessuchasnon-rotatinginertia,pooranti-disturbanceandoverloadcapability,whichbringsaseriesofimpactsonpowerdistribut

8、ion,voltagestability,andfrequencyqualityofdistributionnetworks.Inordertoexerttheadvantagesofphotovoltaicpowergenerationasmuchaspossible,itisurgenttosolvethekeyproblemofrandomnessofphotovoltaicoutput.Inordertomakefulluseoft