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风光互补发电系统是结合了风能和太阳能资源的互补性,将不连续的风能和间歇性的太阳能通过优化配置和合理控制后形成稳定的电能输出。控制系统是风光互补发电系统中的核心关键,控制系统的合理设计可以大大提高整个风光互补发电系统的高效性和可靠性。本文的研究内容主要建立高校实训中心的风光互补实验平台上,以实现风光互补发电系统的智能控制方法为研究目标,重点研究了最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,即MPPT)的智能控制、铅酸蓄电池充放电的智能控制以及逆变控制这三方面内容,本文主要工作内容如下: (1)构建一个风光互补发电系统,主要从风力发电设施、光伏发电设施、储能设施及逆变设施这四个模块分析工作原理,根据各模块的性能要求,对其进行工作特性分析,提出各模块的参数要求,得到性价比较高的优化系统。 (2)在已有的研究理论基础上,将发电控制、功率调节等进行优化融合,提出风光互补发电系统的MPPT技术的控制策略和方法。其中,风电部分采用直流/直流/占空比(Direct-current/Direct-current/Duty-ratio,即D/D/D)调控法,风力发电机发的电经整流电路和斩波变换(Direct-current/Direct-current,即DC/DC)电路连接到负载,采样单元完成对电压、电流的采样,MPPT控制算法根据当前功率值和前一采样时刻功率值的差值,通过D/D/D调控,来调节发电机的输出功率,从而达到最大功率点跟踪的目的。光电部分采用直流/直流/占空比增量(Direct-current/Direct-current/△Duty-ratio,即D/D/△D)调控法,在传统扰动法的基础上,通过检测太阳能电池组件输出电压,便可实现根据系统运作的状态动态来改变步长迭代,使得MPPT的灵敏度进一步提高。从而,提出风光互补发电系统的MPPT实验方法。 (3)研究蓄电池充放电机理和特性,对已有的几种蓄电池充电方式进行比较分析,提出铅酸蓄电池的充放电控制策略和方法。设计三段式充放电控制电路,通过实验得出数据结果,分析三段式充放电电流和电压的测控设施与方法,提出铅酸蓄电池充放电控制的软件设计方法。 (4)通过分析逆变控制电路的工作原理与特性,提出风光互补发电系统的逆变控制方法,设计逆变控制系统中的DC-DC升压电路和全桥逆变电路,通过实验得出结论。