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超导储能装置应用于风光发电平滑功率输出的研究

作　者: 窦海
导　师: 张辉
学　校: 西安理工大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 超导储能装置风光发电平滑功率输出
分类号: TM614
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 354次
引　用: 3次
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内容摘要

近年来,不断出现的能源危机、日益严重的环境污染,使利用可再生能源发电来满足日益扩大的电力需求成为研究和发展的热点,其中风光发电以其无污染,资源存量大成为可再生能源发电发展最为迅速的技术,但是由于风能、太阳能其本身的不稳定性,其发出的电能会出现极大的波动,并网运行时,对电网造成很大的冲击。在风光发电中引入超导储能装置,利用超导储能可以快速、高效地调节电能质量和功率这一优势,可以有效地提高风光发电输出的稳定性。本文详细分析了电压源型超导储能装置电力电子变换器的数学模型、工作原理以及充、放电模式；设计了电压源型变流器电压、电流双闭环控制器；分析了风光发电系统存在的问题,并针对引入了超导储能装置的混合发电系统的控制策略进行了分析；设计了主电路开关管、电感和电容等参数,以TMS320LF2407ADSP为控制芯片设计了控制电路以及驱动电路,编写了软件算法,并搭建了风光发电混合超导储能装置的实验平台；对电压源型超导储能装置和混合发电系统的工作原理和控制策略进行了仿真和实验验证。仿真和实验结果验证了将超导储能装置应用于风光发电系统能够有效的平滑功率输出,为实际应用提供了理论基础。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-14
  1.1 本课题的研究意义及背景  7-13
    1.1.1 风光发电研究意义  7-8
    1.1.2 风光发电技术的发展  8-10
    1.1.3 超导储能及国内外的研究情况  10-13
  1.2 本文所做工作  13-14
2 风光发电及存在的问题  14-23
  2.1 风力发电  14-16
    2.1.1 风力发电模型  14-15
    2.1.2 风力机的最大风能捕获运行原理  15-16
  2.2 光伏发电  16-20
    2.2.1 基本原理及输出特性  16-20
    2.2.2 光伏发电MPPT控制  20
  2.3 风光发电  20-23
3 SMES基本工作原理及控制方法  23-34
  3.1 SMES基本拓扑及原理  23-25
  3.2 VSC的数学模型分析及控制方法  25-32
    3.2.1 VSC数学模型分析  25-29
    3.2.2 VSC的控制方法  29-32
  3.3 斩波器的工作原理及控制方法  32-34
    3.3.1 斩波器工作原理  32-33
    3.3.2 斩波器控制方法  33-34
4 风光发电系统中的SMES应用  34-36
  4.1 包含有风光发电系统和SMES的混合发电系统拓扑  34-35
  4.2 混合发电系统的控制策略  35-36
5 仿真及结果分析  36-44
  5.1 PSIM仿真软件介绍  36
  5.2 SMES装置仿真  36-40
    5.2.1 SMES调节有功功率  37-39
    5.2.2 SMES调节无功功率  39-40
  5.3 风光发电混合SMES系统仿真  40-44
    5.3.1 风光发电与SMES共交流母线连接  40-41
    5.3.2 风光发电与SMES共直流母线连接  41-44
6 实验平台设计及结果分析  44-54
  6.1 实验平台设计  44-52
    6.1.1 硬件设计  44-48
    6.1.2 软件设计  48-52
  6.2 实验结果分析  52-54
    6.2.1 SMES调节输出功率  52-53
    6.2.2 斩波器工作过程  53-54
7 总结与展望  54-55
  7.1 总结  54
  7.2 展望  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-59
附录  59

超导储能装置应用于风光发电平滑功率输出的研究

内容摘要

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