光伏-燃料電池-蓄電池聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，以及能源危機(jī)和環(huán)境污染兩大問題的日益突出，新能源的開發(fā)和利用勢在必行。其中，太陽能和氫能的研究和應(yīng)用日漸廣泛。但是太陽能光伏發(fā)電內(nèi)在間歇問題以及較大的波動會給其光伏發(fā)電的應(yīng)用帶來一定障礙，若將蓄電池、燃料電池和光伏電池結(jié)合，則能夠有效地消除光伏發(fā)電系統(tǒng)間歇性功率波動的影響，提高系統(tǒng)效率。
　　本文在進(jìn)行聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)模型建立和分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)負(fù)載需求和具體環(huán)境特點，提出適合在孤島、尖峰和沙漠地帶等遠(yuǎn)離電網(wǎng)覆

2、蓋區(qū)的小規(guī)模獨(dú)立聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)控制策略，通過模擬聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)中光伏電池、燃料電池和蓄電池的匹配關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上搭建了聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)硬件系統(tǒng)。
　　在滿足各電源部分的能量利用效率的基礎(chǔ)上，本文首先對系統(tǒng)母線連接方式進(jìn)行分析選擇，并根據(jù)本文所搭建系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠連續(xù)供電的需求，進(jìn)行了系統(tǒng)工作模式設(shè)定，主要包括白天模式、夜間模式和連續(xù)陰雨天模式。同時根據(jù)系統(tǒng)需求和設(shè)計原則，進(jìn)行負(fù)荷設(shè)定，并在滿足負(fù)荷需求的基礎(chǔ)上對環(huán)境氣候進(jìn)行了分析，以確保

3、能為系統(tǒng)提供足夠能量來源。另外對光伏陣列、燃料電池、蓄電池和制氫電解器進(jìn)行了容量匹配和選型，以匹配整個系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)。
　　根據(jù)系統(tǒng)工作模式、環(huán)境條件和負(fù)荷的約束，本文提出一個針對性的能量協(xié)調(diào)控制管理策略，以實現(xiàn)各電源部分間穩(wěn)定、可靠的無縫切換。同時根據(jù)對鉛酸蓄電池的放電特性的實驗測試分析，提出一個針對本文所開發(fā)系統(tǒng)的蓄電池SOC估算規(guī)則。利用Matlab/Simulink工具對系統(tǒng)進(jìn)行模型搭建、控制策略實現(xiàn)和仿真分析，并根據(jù)白天

4、模式、夜間模式、連續(xù)陰雨天模式三種模式下系統(tǒng)工作情況進(jìn)行了仿真分析，通過仿真可以得出，PFCBHPS系統(tǒng)模型能夠滿足本文所需的各種模式下為負(fù)載提供可靠而穩(wěn)定的供電需求。
　　為進(jìn)一步分析本文所研發(fā)的光伏/燃料電池/蓄電池聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，本文進(jìn)行了發(fā)電系統(tǒng)硬件系統(tǒng)的搭建，采用PLC實現(xiàn)系統(tǒng)多個電源供電之間的切換控制，并利用無紙記錄儀對系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理。另外本文將發(fā)電系統(tǒng)實驗數(shù)據(jù)與Simulink搭建的仿真模型進(jìn)行對比分析，通過分