基于可再生能源應急電源系統(tǒng)研究.pdf

1、本文以基于可再生應急電源系統(tǒng)為研究對象，該應急電源系統(tǒng)包括光伏發(fā)電電源、風力發(fā)電電源、切換裝置、逆變器、儲能裝置、檢測與控制器和監(jiān)控系統(tǒng)等。通過特性分析和建模仿真的手段，重點對其控制系統(tǒng)進行了研究，旨在提高應急電源系統(tǒng)可靠性，最大利用可再生能源。主要工作內(nèi)容有以下幾點：
　　第一，基于傳統(tǒng)應急電源系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，再結(jié)合光伏發(fā)電電源模塊和風力發(fā)電電源模塊本身的工作特性，設計了基于可再生能源應急電源系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，其具有可再生能源電源

2、模塊和市電網(wǎng)協(xié)調(diào)供能且負載分等級特點。
　　第二，針對光伏發(fā)電電源模塊，設計了一種改進型MPPT算法，以解決當應急電源工作在復雜光照條件下時，系統(tǒng)最大功率點停留在次優(yōu)點，造成系統(tǒng)出力減小的問題。本文以DMPPT電路結(jié)構(gòu)的光伏陣列為研究基礎，通過對光伏電池模組輸出特性曲線的研究，得出結(jié)論，即光伏模組輸出等效特性曲線具有三段性，且能通過 IM、UM和Udc max三個可測量參數(shù)直接得到。再通過光伏電池模組的等效特性曲線，經(jīng)過分類討論和

3、公式推導，得到兩個串聯(lián)連接的光伏模組工作在不同光照條件下時，光伏陣列的最佳工作電壓值預估通式。以該預估值為最大功率電壓參考值，再結(jié)合傳統(tǒng)的P&O法，得到改進型MPPT算法，并通過建模仿真，對改進型MPPT算法進行了驗證。
　　第三，針對風力發(fā)電電源模塊，設計了一種基于預防扭纜的對風控制策略，能夠減小應急電源工作過程中，內(nèi)部的風力發(fā)電機發(fā)生扭纜的概率，節(jié)約其停機、解纜和重啟動所需花耗的時間，從而增加了應急電源系統(tǒng)總的發(fā)電量。在傳統(tǒng)只

4、考慮最短角度短徑對風的基礎上，本文所設計的對風控制策略還可以根據(jù)判斷條件選擇預防扭纜方向?qū)︼L，即最短路徑角度反方向。在有可能發(fā)生扭纜的偏航角范圍內(nèi)，預算以最短角度路徑對風后是否會發(fā)生扭纜為判斷條件，來選擇是否執(zhí)行預防扭纜方向?qū)︼L，兩者相結(jié)合得到了基于預防扭纜的對風控制策略。
　　此外，本文還對風力發(fā)電電源模塊的變槳距控制系統(tǒng)和偏航控制系統(tǒng)解纜控制進行了研究，以便更好的應用風力發(fā)電。并且建立的相關(guān)仿真模型，對所提出的控制策略進行了驗

5、證。
　　第四，針對應急電源能量管理控制系統(tǒng)，設計了協(xié)調(diào)供能控制策略，使應急電源系統(tǒng)盡可能的安全、可靠、高效的運行。本文所設計的應急電源協(xié)調(diào)供能控制策略，具有清潔能源優(yōu)先和應急負載優(yōu)先，以及高供電可靠性等特點。具體來說，在應急電源儲能設備充足的情況下，通過切換開關(guān)的控制，應用風能和太陽能發(fā)出的電能將優(yōu)先于市電供給用戶使用；在緊急情況下，負載的分等級處理和風光互補的應用增加了應急電力的供應時間。
　　第五，設計了監(jiān)控系統(tǒng)，便于