直流分布式发电系统控制开题报告

 2022-12-12 11:47:14

1. 研究目的与意义

现在全世界供电系统是以大机组、大电网、高电压为主要特征的集中式单一供电系统。虽然全世界90%的电力负荷都由这种集中单一的大电网供电,但是当今社会对能源与电力供应的质量与安全可靠性要求越来越高,大电网由于自身的缺陷已经不能满足这种要求。由于大电网中任何一点的故障所产生的扰动都会对整个电网造成较大影响,严重时可能引起大面积停电甚至是全网崩溃,造成灾难性后果,这样的事故在国外时有发生;而且这种大电网又极易受到战争或恐怖势力的破坏,严重时将危害国家的安全,如科索沃战争和海湾战争等;另外集中式大电网还不能跟踪电力负荷的变化,而为了短暂的峰荷建造发电厂其花费是巨大的,经济效益也非常低。根据西方国家的经验:大电网系统和分布式发电系统相结合是节省投资,降低能耗,提高系统安全性和灵活性的主要方法。

分布式发电指的是在用户现场或靠近用电现场配置较小的发电机组(一般低于30MW),以满足特定用户的需要,支持现存配电网的经济运行,或者同时满足这两个方面的要求。这些小的机组包括燃料电池,小型燃气轮机,小型光伏发电,小型风光互补发电,或燃气轮机与燃料电池的混合装置。由于靠近用户提高了服务的可靠性和电力质量。技术的发展,公共环境政策和电力市场的扩大等因素的共同作用使得分布式发电成为新世纪重要的能源选择。

发电系统有分为如下:

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2. 研究内容与预期目标

该系统是由matlab中的simulink功能做成的,我一共做了四个模块分别是风电模块、光伏模块、水电模块和蓄电池模块。其中,蓄电池模块是采用了10w kW的大容量电池,保证可以电池在分布式发电系统高效运行时可以储存大量的电流电压,又可以被其他电器设备使用时达到边被使用边可以进行充电蓄能的实际初衷。

由于这里的三个模块的电压不同,光伏模块产生的是低压直流电,而风力模块(wind)和水里模块(water)通过励磁同步发电机产生的380V的高压交流电。由于380V的交流电不符合设计的题目,这里准备使用整流器进行变换电压的形式。当风力模块和水力模块产生的380V的交流电进入整流器后会由380V交流电变为700-800V的高压直流电。然而,开始设计时这里采用的电容预设值为400V。

首先,400V的大电容我选择用电容组来解决,然后根据设计时的想法给风力模块,水力模块和光伏模块并联一个电容。目的是防止因为各种未知的非正常的情况下风力模块,水力模块和光伏模块不能产生电流电压或者产生的电流电压无法被蓄电池所蓄存。比如光伏发电遇到雨天无法发电或者阴天多云的天气光照强度不够,比如水力发电遇到干旱缺水的情况下不能发电或者水位差不够明显蕴含的势能不能高效的发电,又比如风力发电遇到无风天气无法发电或者微风发电产能不足的情况。

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3. 研究方法与步骤

内外环控制法

buck电路 boost电路

整流器

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4. 参考文献

[1] T. Ackermann,G Andersson,L.Soder,'Distributed generation:

Adefinition', Electric Power Systems Research, 57(2001) 195-204

[2] W.El-Khattam, M.M. A.Salama, 'Distributedgenerationtechnologies, definitionsand benefits', Electric Power SystemsResearch, 71(2004) 119-128

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5. 工作计划

)2022-02-24~2022-03-08 查阅技术资料,确定研究内容和系统架构,撰写开题报告;

(2)2022-03-09~2022-03-22 结合总体架构,完成传感器选型、系统硬件功能分析和设计;

(3)2022-03-23~2022-04-19 设计系统硬件电路,编写系统软件程序;

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