本文關鍵詞：交流微電網能量管理系統(tǒng)控制策略與軟件開發(fā)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,隨著國際能源供需關系日趨緊張,以可再生能源為主的分布式發(fā)電技術和微電網技術得到了越來越多的重視�？稍偕茉捶植际讲⑷胛㈦娋W提高了資源的利用效率,但是分布式電源輸出具有隨機性和波動性的特點,因此儲能設備也成為微電網的重要組成部分。隨著微電網技術研究的深入,接入微電網設備的種類越來越多,微電網系統(tǒng)結構也越來越復雜,亟需針對微電網特點設計一套能量管理系統(tǒng),采取適當?shù)目刂撇呗詤f(xié)調發(fā)電設備、儲能設備和負荷之間的關系,保障微電網穩(wěn)定運行。本文首先介紹了微電網及其能量管理系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀,概述了微電網能量管理系統(tǒng)的主要特點和研究方向;闡述了分布式電源和儲能設備的工作原理、運行特性和控制方式,分析了混合儲能設備的多種連接方式;根據交流微電網的特點,給出控制靈活且易于擴容的連接方式。其次,針對交流微電網在不同運行狀態(tài)的特點,制定了相應的控制策略。微電網并網狀態(tài)下以經濟性為目標,給出分布式電源、儲能設備的運行成本和交換功率費用、環(huán)境效益的經濟模型,制定并網運行的多約束分層優(yōu)化控制策略;微電網離網狀態(tài)下以穩(wěn)定性為目標,根據各設備運行方式的特點,提出了離網運行的多模式控制策略;分析微電網并網運行和離網運行的差異,結合儲能設備特點,給出了并網向離網平滑切換的控制策略;在Matlab軟件上對使用的能量管理系統(tǒng)控制策略進行仿真驗證,仿真結果表明了并網與離網控制策略的有效性。第三,根據實驗室現(xiàn)有微電網系統(tǒng)實驗平臺的結構和特點,開發(fā)了能量管理系統(tǒng)軟件。整合微電網的監(jiān)控系統(tǒng),設計并調試了微電網通信系統(tǒng),確立了微電網上位機對分布式電源和儲能設備的控制基礎;并在上位機開發(fā)能量管理系統(tǒng)軟件,采用結構化程序設計方法,實現(xiàn)了微電網對各個設備的控制、監(jiān)測以及微電網多種狀態(tài)運行的功能;設計多個軟件UI界面,顯示微電網整體和每個微電網設備的運行情況,并通過多線程控制降低能量管理系統(tǒng)響應時間,實現(xiàn)微電網在各類工況下的穩(wěn)定運行。最后,在實驗室微電網系統(tǒng)實驗平臺的上位機中運行開發(fā)的能量管理系統(tǒng)軟件,并對微電網并網狀態(tài)、離網狀態(tài)和并網向離網平滑切換進行實驗驗證。實驗結果表明該能量管理系統(tǒng)在并網和離網狀態(tài)下符合控制策略的控制要求,實現(xiàn)了微電網不同狀態(tài)下的可靠運行;而在并網向離網平滑切換過程中,能量管理系統(tǒng)控制能夠快速響應,保證了負荷運行的連續(xù)性;實驗結果證實該軟件具有可行性和實用性。
【關鍵詞】：交流微電網 分布式電源 混合儲能 能量管理 控制策略
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM73
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題研究的目的和意義10
• 1.2 微電網發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.3 微電網能量管理系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.4 本文的主要工作13-16
• 第二章 分布式電源與儲能設備的工作原理與運行特性16-32
• 2.1 分布式電源發(fā)電系統(tǒng)16-21
• 2.1.1 光伏發(fā)電工作原理與輸出特性16-18
• 2.1.2 風力發(fā)電工作原理與輸出特性18-19
• 2.1.3 分布式電源控制方式19-21
• 2.2 混合儲能系統(tǒng)21-30
• 2.2.1 鋰電池工作原理與輸出特性21-23
• 2.2.2 超級電容器工作原理與輸出特性23-25
• 2.2.3 混合儲能設備控制方式25-28
• 2.2.4 混合儲能設備連接方式28-30
• 2.3 本章小結30-32
• 第三章 微電網能量管理系統(tǒng)控制策略32-54
• 3.1 微電網并網狀態(tài)下的控制策略32-44
• 3.1.1 并網狀態(tài)下微電網運行目標與約束32-38
• 3.1.2 并網狀態(tài)下能量管理系統(tǒng)分層控制策略38-44
• 3.2 微電網離網狀態(tài)下的控制策略44-46
• 3.2.1 離網狀態(tài)下微電網運行目標與約束44
• 3.2.2 離網狀態(tài)下能量管理系統(tǒng)多模式控制策略44-46
• 3.3 微電網并網向離網平滑切換控制策略46-47
• 3.4 算例分析47-53
• 3.4.1 并網狀態(tài)仿真48-50
• 3.4.2 離網狀態(tài)仿真50-53
• 3.5 本章小結53-54
• 第四章 微電網能量管理系統(tǒng)設計與軟件開發(fā)54-66
• 4.1 微電網系統(tǒng)實驗平臺54-55
• 4.2 能量管理系統(tǒng)監(jiān)控與通訊系統(tǒng)設計55-58
• 4.2.1 能量管理系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)55-56
• 4.2.2 能量管理系統(tǒng)通訊系統(tǒng)56-58
• 4.3 能量管理系統(tǒng)軟件開發(fā)58-64
• 4.3.1 能量管理系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境58-59
• 4.3.2 能量管理系統(tǒng)功能與界面設計59-64
• 4.4 本章小結64-66
• 第五章 微電網能量管理系統(tǒng)應用66-74
• 5.1 并網狀態(tài)實驗66-68
• 5.2 離網狀態(tài)實驗68-70
• 5.3 并網狀態(tài)向離網狀態(tài)平滑切換實驗70-72
• 5.4 本章小結72-74
• 第六章 總結與展望74-76
• 6.1 總結74-75
• 6.2 展望75-76
• 參考文獻76-82
• 致謝82-84
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文84

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本文編號：254658