【摘 要】
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随着传统能源的日益枯竭,可再生能源的利用技术飞速发展,风光互补发电以其经济性和可靠性得到了越来越广泛的应用。风光互补发电系统可充分利用本地太阳能和风能资源,具有无
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随着传统能源的日益枯竭,可再生能源的利用技术飞速发展,风光互补发电以其经济性和可靠性得到了越来越广泛的应用。风光互补发电系统可充分利用本地太阳能和风能资源,具有无污染、供电质量好的优点,是解决偏远地区供电问题的最佳选择之一。但是风能和太阳能都具有随机性,如何实现风光互补发电系统的能量控制与匹配,最大限度的利用可再生能源,保证系统经济稳定运行,是一个备受关注的问题。本文就小型风光混合发电系统的能量管理与控制策略进行了研究。 风光互补发电作为一种能量互补利用的发电形式,比单纯的风力发电或光伏发电都具有优越性,因此风光互补发电系统得到越来越广泛的研究和应用。风光互补发电系统分为基于交流母线的系统结构和基于直流母线的系统结构,基于直流母线的结构以其便于储能,控制简单,可扩展性强,成本较低的优点,尤其适用于中小容量的风光互补发电系统,本文也即针对这种结构进行了研究。 在小容量的风光互补发电系统中,经济性是非常重要的一项指标。风能和太阳能的最大化利用以及蓄电池的寿命最优化都是备受关注的问题。本文分别分析了风力发电系统、光伏发电系统以及蓄电池的工作特性,论证了分别对其进行能量控制的可行性。通过比较,提出了基于扰动观测法的风力发电系统的最大功率跟踪,变步长导纳增量法的光伏发电系统的最大功率跟踪,部分荷电状态法的蓄电池充电控制策略,并对上述的能量控制方法进行了实验验证。 从系统能量流动的角度看,风光互补系统可分为风能输入级、太阳能输入级、蓄电池储能级以及负载四个部分。各个部分之间的合理匹配是节约能量、提高效率的关键,本文对整个风光互补发电系统的能量流动模式进行了分析,提出了一种简洁适用的基于储能环节控制的能量管理策略,并建立了系统模型,进行仿真验证。
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