独立的混合风能太阳能发电系统应用先进的功率控制技术

R.Srinivasan。,M.E.,(Ph.D.).#1, M.Yogaselvi.,B.E.,(M.E.)*2.,Dr.R.Arulmozhiyal.,M.E.,Ph.D.#3

助理教授,EEE称,Vivekanandha工程学院对于女性来说,India1
PG学者,EEE称,国王学院技术,印度
教授,EEE称,Sona技术学院,印度

文摘

在当今世界,由于日益增长的需求,技术和人口增长,有一个巨大的电力需求的压力。这个世界需要寻找替代能源。因此可再生能源被认为是满足不断增长的能源需求。提出了一个独特的独立的混合发电系统,应用先进的功率控制技术由四个能源风能、太阳能、蓄电池和柴油发电机,这不是连接到一个商业电力系统。不同的电源可以在任何地方联系相同的电力线路,导致灵活的系统扩展。蓄电池安装在太阳能发电系统,例如,电池安装毗邻风力发电系统和电源设备用作转储负载的控制开关。转储权力是必要的控制,防止电池过度充电。虽然这些技术构建一个分散安装不同的电源,安装转储负载是必要的。此外,高科技转储负荷控制方法是必要的。相当大的精力active-reactive权力和转储权力控制的发展。 The result of laboratory experiments revealed that amplitudes and phases of ac output voltage were well regulated in the proposed hybrid system. It is anticipated that this hybrid power generation system, into which natural energy is incorporated, will contribute to global environmental protection on isolated islands and in rural locations without any dependence on commercial power systems.

关键字

转储负载,转储功率控制、低成本独立的混合发电系统,和蓄电池。

介绍

能源和发展紧密地交织在一起,导致增加化石燃料的使用,如天然气、石油和煤不能补充或更新。这最终导致增加电力的使用。等不可再生能源的电能主要是原油、天然气、煤炭等。这些都是称为不可再生,因为它们是有限的,不能匹配到世界的需要。世界石油储量将不会维持的时间。目前有这些来源丰富,但在不久的将来将会减少,因为增加的电力需求。

即使这些资源在数量上是可用的,非可再生能源对环境有很大的负面影响。产生巨大的有毒废物和污染环境在很大程度上。它是有害的植物和动物的生命。使用化石燃料是全球变暖的原因之一。从化石燃料发电和煤炭导致有害排放的氮氧化物和硫氧化物。这些化学物质导致酸性河流和人类是致命的。上述表明我们发现替代能源。这些替代能源的可再生能源提供足够的数量。可再生能源主要包括太阳能、风能、生物质能、地热和水电。随着科技的发展,已经有有效的手段抽象上述可再生能源发电。

二世。现有的系统

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变化。因此,它是必要的,以防止电池过度充电。至于实用程序连接混合发电系统由风力发电,太阳能,电池,转储权力能够控制,防止过度充电电池没有转储负载,因为转储权力转移到效用。独立发电系统,它认为一个光伏系统具有低成本和简单的控制,它包含了最大功率点跟踪控制,利用二极管的特性,或一个光伏系统,功能与多输入多输出稳定直流-直流源组合或级联电源转换器PV系统特性良好的效率和低成本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适用于使用混合发电系统稳定供电。

2.1现有的系统操作

相比之下,独立的混合动力系统主要由自然能源(即。,风能和太阳能),蓄电池;在某些情况下,一个柴油发电机可能被纳入该系统。然而,有一种倾向,系统复杂,越大越合适的功率控制技术需要一个电源转换器安装在风力发电和太阳能发电系统。两个系统相互连接在个人转换器的输出方面,也连接到蓄电池。在这样的配置中,每一个电源转换器能够监测蓄电池的电流和电压,以及最优控制电池充电,向负载供电。在大多数情况下,转换器和蓄电池是建立在一个集中的位置,安装蓄电池通常毗邻的风能和太阳能发电系统;因此,一般没有自由安装好的电池在平地或地方车通道,便于维护和更换。

在混合动力系统与集中式逆变器设置,如2.1图所示,直流-直流转换器的输出发送到一个external-ac逆变器向负载提供交流电源。因此,未来负荷增长需要逆变器容量的增加。

在系统应用分散逆变器设置,如2.2图所示,单个风力和太阳能发电系统,每个安装直粱转换器,并行互连在逆变器的输出,也连接到一个柴油发电机通过电源线。同时,将负载也安装在相同的电力线路。

在这种情况下,蓄电池安装在太阳能发电系统,和转储权力是必要的控制,防止电池过度充电。几种不同的技术来防止电池过度充电被广泛使用。例如,电池安装毗邻风力发电系统和固体状态继电器或电力设备用作转储负载的控制开关。

被另一种技术是,多余的电力燃料电池的氢发生器代替蓄电池,当氢槽满时,将负载应用停下来。这些技术构建一个分散安装不同的电源,安装转储负载是必要的。此外,专用铁电池电流/电压状态数据传输,或者一个高科技转储负荷控制方法,是必要的。为了解决这些问题,作者提出了一个低成本,独立的混合风能太阳能发电系统应用先进的功率控制技术。

3.1提出的系统配置

拟议中的独立的风能太阳能混合发电系统,如Fig5.1所示,在大纲由我们的力量来源:风力发电系统(WT转换器和WT逆变器),太阳能发电系统(光伏逆变器)、蓄电池(双向逆变器),和发电机(如);和一个控制单元。

行为控制单元发送单个电源开/关操作命令和监督权力地位通过一个简单的通信线路,这就足够了,因为数据流量体积很小。一次发送命令,每个电源自动通过个人逆变器;然而,手动设置变频器操作条件也是可能的如果需要的话。逆变器使冗余并行操作,可靠、稳定的电力供应成为可能。

3.2系统操作

有一些主要的操作流的混合动力系统。当剩下的电池容量就足够了:如操作停止,所有逆变器并联运行。电力盈余和赤字根据输出和负载之间的平衡可以优化调整通过电池充电或放电。当剩下的电池容量不足:例如,所有逆变器并联运行。

当风力发电和太阳能发电系统是不足以满足负载的需求,如补偿不足。同时,如费用通过双向逆变器电池。这个变频器调节为电池充电电源,如可以在最优负荷系数相等的运营效率高,后一个命令控制单元。

3.3系统功率控制技术

提出了混合动力系统,我们专注于如何控制active-reactive力量针对负载共享并联逆变器操作,以及如何控制相位同步。通过我们的研究活动,我们设计了一个先进的转储没有转储负载功率控制技术。

3.3.1 ACTIVE-REACTIVE功率控制

auto-master-slave控制技术应用于所有逆变器。如在操作时,接触器每个逆变器关闭,这些接触器在交流雷竞技网页版同步操作与所有逆变器作为奴隶和为主。当如操作停止,接触器B的蓄电池双向逆变器是关闭的。雷竞技网页版在研究发展计划的混合动力系统的概念,关注active-reactive中的锁相环功率控制机制。

3.3.2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)。相位比较器行为的交流输出电压波乘以余弦波参考从正弦波获得通过移相器的引用。VCO的乘波转换为直流电压通过低通滤波器频率控制。在同步两波的相位重合(即正弦波参考和交流输出电压波),直流电压变成零。

两个元素,参考信号相位比较器输出和阶段,导入到低通滤波器。相位比较器的输出是进口(即同步数据。相比,不同参考频率)。相位参考信号是进口的移相逆变器输出电压,同时保持对商业电力系统电压同步。因此,有功功率变化与参考信号的变化阶段。

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(即通过改变无功功率参考。交流输出电压幅值引用),无功功率控制成为可能。锁相环具有优越的特点,同步是保证即使波是畸形的,特别是当如显示极端电压波形失真。

如有更高的内部阻抗,而商业交流。因此,专家组的输出电压谐波失真等非线性负载切换元素时,二极管和到目前为止,他们是连接。然而,如果波振幅的变化,经过低通滤波器得到的直流电压也不同;引起担心输出有功功率的波动。

3.3.3转储功率控制

研究active-reactive功率控制技术后,我们努力设计转储权力的有效控制。当风力发电或太阳能发电成为大于负载,如停止,和双向逆变器主操作CVCF条件下犹豫,把权力,它被定义为获得的盈余部分扣除负载从生成的权力,是用作蓄电池充电电源。在电池充电过程中,一个先进的技术来防止电池过度充电是必须的。转储负载(如电阻负载或散热器),功能消费转储权力,通常安装在与电池或交流输出点。

然而,由于转储功率不断变化,很难调节转储加载,只需输入转储负载,因为这阻碍了灵活控制电池充电。稳定蓄电池的充电电流和充电电压,我们开发了一个独特的先进堆功率控制技术特点是转储功率调节没有转储负载。这种技术允许快速响应波动转储权力以及减少不必要的转储功率控制,有助于更有效地利用自然能源。

如果输出电压大于交流输出电压参考,不同的是放大并添加到直流输入电压参考。充电电流流入电流传感器检测到的电池。当电池电流超过充电电流参考,不同的是放大并添加到交流输出电压参考。

3.3.4转储功率控制技术

转储功率控制框图逆变器和WT,光伏逆变器,分别,当没有转储,逆变器的行为只有在交流输出电压参考。以防更大的输出的直流过电流检测电路和直流过电压检测电路超过交流输出参考电压,二极管与较大的误差放大器输出。然后,直流过电流值或直流过电压值添加到交流输出电压参考,以防交流过电压检测电路的输出超过直流输入电压参考,二极管相关误差放大器是打开的。然后,交流过电压值添加到直流输入电压参考;因此,逆变器的行为。具体来说,当转储权力时,剩余部分流入蓄电池通过双向逆变器。

充电电流流入电流传感器检测到的电池。当电池电流超过充电电流参考,不同的是放大并添加到交流输出电压参考。同时,当电池电压超过充电电压参考,不同的是放大和添加到交流输出电压参考。因此,随着交流输出参考电压的增加,双向逆变器的输出电压也增加。当双向逆变器输出电压的增加,WT和光伏逆变器的输出电压增加通过无功功率控制。如果输出电压大于交流输出电压参考,不同的是放大并添加到直流输入电压参考。

,不同的阶段参考,使锁相环控制逆变器电压阶段。因为WT和光伏逆变器的输出电压直流输入电压控制的设计参考,交流输出电压降低为增加直流输入电压参考。通过这种方式,一个反馈回路是形成于该系统。把权力控制;蓄电池的充电电流和充电电压稳定。

3.4 p q理论的介绍

瞬时活跃和无功功率理论或p q理论被广泛用于为有源滤波器设计控制器。理论提出的历史背景和扭曲的电压引起的问题的常见的连接(PCC)进行了分析。此外,源电流谐波分量的外观没有出现在负载电流(隐藏当前)引起的振荡的不同特征计算真实和虚构的功率组件进行了探讨。

电压畸变引起的问题可以解决使用锁相环(PLL)电路。这些分析和解决方案提出了p q理论澄清某些方面不清楚的原始方法理论。应用αβ0转换的一个优点是零组件的分离到零序轴。当然,αβ0和轴从零组件没有任何贡献。

3.4.1配电的电能质量

电能质量一词对于不同的人意味着不同的东西。一个定义的相对频率和严重程度的偏差在传入的电力供应从惯常的电气设备,稳定,50赫兹,正弦波形的电压或电流。这些偏差可能影响安全或可靠的设备如电脑操作。因此,虽然没有严格的计量基础,诸如贫困电能质量通常意味着有足够的偏离规范的电力供应造成设备错误操作或过早失效。良好的电能质量,相反,意味着有一个低水平的偏差或错误操作等。

大部分的国际标准定义更重要电能质量的物理特性所提供的电力供应在正常操作条件下不干扰或打扰客户的流程。因此,电能质量问题的存在是否有电压、电流或频率的偏差导致故障或操作客户的设备不好。然而,重要的是要注意电源的质量基本上意味着电压质量和供应的可靠性。电压质量问题涉及到的任何失败的设备由于偏差线电压从名义上的特点,和供应可靠性的特征是它的充分性(供给负载的能力)、安全(能够承受突然的干扰如系统故障)和可用性(尤其关注长中断)。PQ问题是常见的在大多数商业、工业和公用事业网络。

自然现象,如闪电是电能质量问题的最常见的原因。切换现象导致振荡瞬态电源,例如切换电容器时,也大大有助于电能质量扰动。同时,大功率非线性负载的连接会导致电流和电压谐波的产生组件。

考虑任意负载,总电流消耗可以分成三个组件活跃,无功和谐波。而活跃的电流会导致实际功耗和随后负责吸收的能量系统工作,无功和谐波电流不导致任何净能量转移。

而无功电流需要建立磁介质和负责电力系统的能量转换,谐波电流开关设备的结果用于电子和电力电子系统。所以,很明显,一个人不能废除无功和谐波电流。然而,由于他们自净能量转移(在任何给定的基本周期)为零,不需要这些电流从电网。必须指出,我们正在谈论的零能量转移是在新闻申诉委员会。损失发电,输电和配电系统负载画无功和谐波电流时确实存在。为了降低这些损失,公用事业公司要求用户吸收几乎纯粹的有功电流。

四、仿真结果

转储功率控制技术发展可以概括如下:

1)转储负荷可以被消除

2)有效转储功率控制没有转储负载,防止电池过度充电是可行的,有助于延长电池寿命

3)由于电力转储数据交互通过电力线路交换,不同电源之间的私人通信线路是不必要的,从而导致一个简单的混合动力系统安排。

图4.1展示了这些数据从10点到下午两点发生当日,转储的权力。在该测试中,如开始时电池剩余容量下降到约25%或以下,如停止当容量超过约30%。双向逆变器的输出功率在电荷放电期间是积极的和消极的。

”时期“表示在这个图显示了一个转储功率控制器工作期间。的时期,如不操作,和转储力量发生由于光伏发电和WT超过能耗。双向逆变器有负面的输出功率在此期间显示电池被指控。它可以看到在图4.2和图4.3,将功率控制器因为电池保持充电功率不变的工作。

V.CONCLUSION

提出的微型风力能源转换与电池储能方案,逆变器在电流控制模式的界面交换的临界载荷和无功功率支持。滞环电流控制器是用于生成对逆变器的开关信号,它将取消系统中的谐波电流。风能和太阳能的交易所监管整个直流总线在能源储存和稳态条件下可用。这也允许真正的功率流在瞬时负载的需求。

计划维护UPF以及谐波电流源在PCC分布式网络自由。建议控制系统是适合快速注射或吸收无功/实际电力系统的功率流。电池能量储存提供了快速反应和提高性能的波动下风能太阳能产出和提高系统的电压稳定方案提供一种选择,选择最经济的真正力量可用wind-battery-conventional资源之间的负载在电能质量和系统运行模式和独立模式。因此该方案在网格连接的系统满足电能质量要求和维护电网电压无畸变和谐波。

系统,通过交流系统互连,在未来也将允许灵活的系统扩展。此外,电源包括如可以灵活地相互联系的任何地方通过相同的电力线路,可以保持和电能质量稳定控制交流输出电压的相位和振幅。预计这个天然能源混合动力系统中注册,并利用各种功率控制技术,将适用于农村地区,甚至那些可怜的传播媒体。系统还将导致全球环境保护通过应用孤岛没有任何商业电力系统的依赖。拟议的电网连接混合控制方案风能和太阳能能源系统来提高电能质量是使用常规PID控制器的控制,这是补偿负荷和无功功率的需求。在我们的转储功率控制,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。系统,通过交流系统互连,在未来也将允许灵活的系统扩展。此外,电源包括如可以灵活地相互联系的任何地方通过相同的电力线路,可以保持和电能质量稳定控制交流输出电压的相位和振幅。预计这个天然能源混合动力系统中注册,并利用各种功率控制技术,将适用于农村地区,甚至那些可怜的传播媒体。 The system will also contribute to global environmental protection through application on isolated islands without any dependence on commercial power systems.

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