探索分布式燃料电池分布式发电系统并网制约

更新时间:2024-03-21 作者:用户投稿原创标记本站原创
摘要:世界能源的危机和环境的恶化促使开发利用可再生能源和各种绿色能源以及实现可持续进展成为人类当前的首要任务。目前许多能源、电力专家公认大电网与分布式发电相结合是节省投资、降低耗能、提升系统安全性和灵活性的主要策略。燃料电池分布式发电系统具有广泛的运用前景,如何实现其并网制约目前是一个热门的课题。燃料电池分为很多种,质子交换膜燃料电池以其工作温度低、启动速度快、高能量比和高功率比等特点,广泛运用于分布式发电系统中。本论文首先对质子交换膜燃料电池进行建模,根据其堆栈电压特性、气体动态方程、动态特性等建立半经验模型。根据对PEMFC燃料电池并网发电系统主电路的浅析探讨,将其并网发电系统根据变换出的电流是否随时间变化分为了直流、交流两部分探讨。直流侧包括了PEMFC燃料电池和DC/DC直流变换器。本论文根据BOOST电路的工作原理、统一电路模型、模型参数推导出其传递函数,提出直流侧整体制约和单个制约两种制约思路。制约器参数整定策略采取基于内模制约的PID整定策略,分别对两种制约结构的制约器参数进行整定,并通过在MATLAB/Simpnk平台上进行了仿真比较。交流侧包括了并网逆变DC/AC变换器接配电网。逆变后输出电压与电网相位与频率是否一致直接联系到分布时发电系统能否并网。本论文通过对逆变器两种制约策略仿真比较取得最优的一种,并设计出一种具有自动跟踪相位、响应灵敏、精确制约的策略;结合逆变制约结构思路,通过在MATLAB/Simpnk平台上仿真浅析,得出波形最佳制约器参数,完成并网。关键词:分布式发电论文燃料电池论文BOOST电路论文内模制约论文逆变论文
本论文由www.808so.com摘要5-6
Abstract6-7
目录7-9
第1章 绪论9-16
1.1 课题探讨的背景和作用9
1.2 分布式发电系统介绍9-12
1.2.1 分布式发电的优点10
1.2.2 分布式发电的分类10-11
1.2.3 分布式发电进展情况与前景11-12
1.3 燃料电池概述12-14
1.3.1 与普通电池的比较12
1.3.2 与热机的比较12-13
1.3.3 燃料电池的历史13-14
1.4 课题探讨近况14
1.4.1 国内外燃料电池发电探讨动态14
1.4.2 国内外燃料电池并网探讨动态14
1.5 本论文的探讨内容14-16
第2章 PEMFC发电系统与建模16-23
2.1 燃料电池的工作原理16-17
2.2 燃料电池的分类与选择17-19
2.2.1 燃料电池的分类17-18
2.2.2 燃料电池的选择18-19
2.3 PEMFC建模19-22
2.3.1 模型假设19
2.3.2 气体状态方程19-20
2.3.3 PEMFC堆电压模型20-21
2.3.4 PEMFC动态模型21-22
2.4 本章小结22-23
第3章 并网直流侧制约对策23-34
3.1 燃料电池并网发电系统浅析23
3.2 BOOST电路浅析23-25
3.2.1 BOOST工作原理24-25
3.2.2 BOOST传递函数25
3.3 内模制约25-31
3.3.1 一自由度IMC制约器设计27-29
3.3.2 一阶纯滞后历程的内模PID制约器设计29
3.3.3 二自由度内模PID制约器设计29-31
3.4 制约结构比较与仿真浅析31-33
3.5 本章小结33-34
第4章 并网交流侧制约对策34-46
4.1 逆变并网电路原理浅析34-35
4.2 低通滤波器参数设计35-36
4.3 逆变制约方式-单极性SPWM36-40
4.3.1 两种制约方式的建模仿真37-39
4.3.2 锁相环39-40
4.4 并网运转制约结构及参数推导40-42
4.5 并网逆变器系统建模与仿真42-45
4.6 本章小结45-46
第5章 总结与展望46-47
5.1 主要内容总结46
5.2 进一步工作46-47
参考文献47-49
攻读硕士学位期间发表的论文49-50
致谢50
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