模拟方法PVWind混合动力系统的控制

美国Gowtham¹,r . Ramaprabha²

PG学生(PED),部门EEE, SSN工程学院Kalavakkam Tamilnadu、印度
副教授,EEE称,SSN工程学院Kalavakkam Tamilnadu、印度

文摘

随着电力需求的需要生成有用的力量是很重要的。可再生能源发电是一个有效的方法来生产有用的力量。通过适当的功率流控制,权力交接的效率增加。本文提供了一个有效的功率控制技术即active-reactive功率控制和转储功率控制以及汽车主从控制。本文还提供了更有效的控制相比,本文在参考。它可以用在离岛电源线是灵活的,所以更多的电源可以相互联系的系统中可以生成更多的权力。

关键字

混合动力系统转储负载,转储权力,锁相环,光伏来源,蓄电池

介绍

基于自然能源发电系统通常配备蓄电池,调节输出波动产生的自然能量的变化。因此,它是必要的,以防止蓄电池过度充电[1]。作为独立的发电系统,它被认为是一个闭环的风力涡轮机系统使得使用比例积分(PI)控制器产生一个更稳定的输出[2],或风力涡轮机系统特性输出稳定的电双层电容器和蓄电池[3],或光伏(PV)系统具有低成本和简单的控制,这是有效地建模和模拟[4]或光伏系统集成了最大功率点跟踪翻译(MPPT)控制,利用二极管特性[5],或一个光伏系统,功能与多输入多输出稳定直流-直流转换器能够控制不同电源的输出组合[6],或级联电源转换器PV系统特性良好的效率和低成本[7]适用于使用混合发电系统稳定供电。相比之下,独立的混合动力系统主要由自然能源(比如风能和太阳能)和蓄电池;有一种倾向,更大的系统复杂,需要更合适的功率控制技术。用一个合适的功率控制技术权力交接将有效[8]。

有不同方式的功率流控制;最好的方法之一是active-reactive功率控制。active-reactive功率控制采用锁相环路(锁相环)和并网逆变器的控制活动,系统的无功功率。锁相环使整个系统处于锁定状态在一个单一的频率,通过控制系统的有功功率。所以使用锁相环控制有功功率有效[9]- [11]。并网逆变器的控制系统的无功功率。假设每个逆变器电抗和使用发送端和接收端功率计算无功功率[12]- [13]。另一个名为转储功率控制的功率控制技术是用来防止电池损坏由于恒定的充电。通常转储负载将用于控制电池充电问题,另一种方法是盈余电力消耗的燃料电池与蓄电池的氢气发生器,当氢槽满时,转储负载应用[14]- [15]。使用转储负载或发电机的燃料是昂贵和使用一个大空间。适当的大小和有效控制的混合动力系统[16]-[17],系统中的功率流控制有效地与该控制技术[18]- [19]。 Hence inthis paper a low cost, standalone hybrid wind-solar power generation system applying advanced power control techniques is adopted. Auto master-slave control is done to control the power flow of the system. It is the controller which controls the different sources based on the load requirement.

二世。系统模型和描述

提出了混合风能太阳能发电系统,如图1所示。该系统由三个电源即;风力发电系统耦合的一个风力涡轮机(WT)转换器和WT变频器、太阳能发电系统耦合的光伏逆变器,和一个蓄电池(双向逆变器);和一个主从控制器。主从控制器控制系统的功率流。提出系统我们可以看到电池和主从控制器分别连接,这样做是为了避免获得不断的充电电池。通常电池将连接风力涡轮机系统或与光伏系统和转储负载电池与电池将被放置,以避免不断充电。因此系统的成本增加,所以为了避免电池连接分别提出的双向逆变器系统。

提出了混合动力系统的主从控制以下控制:

一个¯·当太阳能发电系统所产生的力量大于其余两个系统的负载,然后供应电池和风力发电系统激发的负载。

一个¯·当风力发电系统所产生的力量大于其余两个系统的负载,然后供应电池和太阳能发电系统激发的负载。

一个¯·当太阳能和风力发电系统不能满足负载的需求,然后用剩下的两个电池供应负载系统激活电池。

三世。功率控制技术

在本节中,提出的控制技术用于解释工作。

Active-Reactive功率控制

图2显示了active-reactive功率控制的框图。这种控制是单独为每个逆变器和一个频率同步常见的电力线路。系统同步使用的频率锁相环(PLL)。锁相环,它充当一个相位同步控制,由:相位比较器、低通滤波器、移相器、乘法器和压控振荡器(VCO)。相位比较器锁相环的中心,它需要两个脉冲火车作为输入并产生一个脉宽调制输出的脉冲宽度成比例的不同阶段之间的输入列车。

获得的脉宽转换为直流值使用低通滤波器。这是美联储的VCO输出频率对输入电压的变化。低通滤波器作为误差放大器。通过给有功功率参考(即交流输出voltagephase引用)放大器、正弦波之间的相移参考和交流输出电压波调整而同步保持锁定状态。即有功功率控制是可能的,通过改变直流电压。无功功率,正弦波参考VCO乘以规定的信号之间的差异无功功率参考和实际无功功率放大。增加信号定义为逆变器输出电压的控制信号。通过改变无功功率参考(即交流输出电压幅值引用),无功功率控制成为可能。

堆功率控制

图3显示了转储双向逆变器的功率控制框图。转储功率控制技术用于本文稳定电池的充电电流和充电电压。

这种技术使用自然能源有效地减少针转储功率控制和反应迅速波动转储的力量。过电压和过电流检测电路稳定的充电电压和充电电流的电路。

四、结果与讨论

提出系统的不同组件的详细建模(图1所示)将在本节中讨论。

风力发电机的数学模型

风力发电机的控制方程组给出从(1)到(4)。

使用方程(1)至(4)风力涡轮机是模仿,如图4所示。风力涡轮机是使用[17]中给出的参数模型。基本模型是12米/秒的风速和最大力量速度大约是0.73 p.u底部。图5显示了模拟涡轮机马力特征对不同风速在恒定俯仰角度(β= 0)和C-lambda特征对不同螺距角(β)。

从图可以看出在基本风速达到最大功率零度的螺旋角。

太阳能电池板的数学模型

系统控制方程讨论了太阳能电池板的[16]。使用方程出现在[16],太阳能光伏面板模型。太阳能电池板有36细胞连接串联和并联一个细胞连接,面板的最大开路电压21.24 V和最大力量大约是37.08 W。图6显示了模拟单个光伏面板的特点对不同日晒水平保持温度恒定在250 c和图7显示了不同的模拟单个光伏面板的特点在1000 W / m2日晒温度保持恒定。大量的太阳能电池板可以连接串联或并联基于电力需求。图8显示了模拟9光伏面板连接在系列的特征常数日晒1000 W / m2。模型所需的额定电压是150 v左右,有9个板连接串联和并联一个面板连接(21.25×9)。9×1的数组大小是按要求设计的。从图可以看出电压获得更当系列面板的没有增加。随着电压值的增加也会增加获得的最大功率

Wind-Solar-Battery系统的接口

光伏和风力模型前面讨论的是界面的图1。图9显示了输出电压和电流波形的混合动力系统。

获得的近似正弦输出电压和电流,使用过滤器可以实现纯正弦波,可以提供给客户在接收端。

图10显示了频率变化和无功功率消耗在负载端。的频率变化是只有一个小值0.0025赫兹,它也指出,与负载的变化,频率的变化只有一个很小的值。负载侧的无功功率消耗也小,只有10 - 12的顺序,从而真正有效控制无功功率。表我列出的规格/评级来源用于仿真。

V.CONCLUSION

提出独立的混合风能太阳能发电系统的特点是锁相环控制和转储功率控制。电力线路是用作数据传输媒体,线电压振幅可以应用作为数据传输的一种手段;因此,没有要求安装光纤传输线或电力线载波系统通过应用于输电线谐波信号。此外,转储负载和转储负荷控制装置是必要的。根据该转储功率控制,调节输出是没有电池过度充电,有效利用剩余权力成为可能。这导致电池寿命扩展和实现一个低成本的系统。变异频率很低,无功功率消耗也非常低,主动和被动的力量更有效地控制相比,论文中提到的参考。系统,通过交流系统互连,在未来也将允许灵活的系统扩展。

表乍一看


表1	表2	表3	表4	表5

数据乍一看


图1	图2	图3	图4	图5

引用

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