【摘要】：為了解決環(huán)境和能源之間日益凸顯的矛盾,尋求一種清潔型能源刻不容緩,光伏發(fā)電毫無(wú)疑問(wèn)是其中之一。本文采用的就是光伏分布式發(fā)電技術(shù),但在光伏發(fā)電的應(yīng)用過(guò)程中,光伏電源大量接入配電網(wǎng)對(duì)配電產(chǎn)生的較大沖擊制約了其發(fā)展。為了解決這個(gè)問(wèn)題,采用了微電網(wǎng)技術(shù),其中光伏電源是通過(guò)電力電子接口接入配電網(wǎng),該方法增強(qiáng)了分布式發(fā)電的靈活性,但與傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)相比較,增加了系統(tǒng)功率平衡和頻率穩(wěn)定控制的難度。本文以光伏發(fā)電構(gòu)建的微電網(wǎng)為研究對(duì)象,對(duì)主從控制、對(duì)等控制兩種微網(wǎng)運(yùn)行控制策略以及恒功率(PQ)、恒壓頻(V/f)、下垂控制(Droop)三種分布式電源逆變器控制方法進(jìn)行研究,并在仿真過(guò)程中給出了光伏電池模型結(jié)構(gòu)以及三種控制方法在關(guān)鍵環(huán)節(jié)的參數(shù)設(shè)計(jì),仿真分析證明了所建微網(wǎng)模型可用于研究微網(wǎng)控制方法。(1)首先根據(jù)光伏電池的數(shù)學(xué)模型搭建了光伏電池的仿真模型,運(yùn)用擾動(dòng)觀察法改變Boost電路占空比實(shí)現(xiàn)光伏電池的最大功率點(diǎn)跟蹤,然后搭建光伏三相并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)PQ控制策略的微網(wǎng)控制模型,仿真結(jié)果表明光伏電池的仿真模型對(duì)光照強(qiáng)度和溫度等外部環(huán)境的變化具有很好的跟蹤表現(xiàn),因此光伏控制模型具有可靠性和適用性,對(duì)下文微網(wǎng)孤島運(yùn)行主從控制的研究奠定了基礎(chǔ)。(2)針對(duì)微網(wǎng)分布式電源接口逆變器控制策略問(wèn)題,搭建了孤島運(yùn)行時(shí)微網(wǎng)的主從控制策略的仿真模型。闡述V/f和PQ控制策略的原理,并在dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下建立仿真模型,對(duì)V/f控制策略中的電壓電流雙環(huán)控制的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì),然后對(duì)PQ控制策略中的電流環(huán)控制參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了驗(yàn)證V/f控制模型和PQ控制模型的有效性,設(shè)計(jì)了孤島運(yùn)行、并網(wǎng)運(yùn)行兩種運(yùn)行模式切換的控制仿真模型,仿真結(jié)果表明在孤島運(yùn)行時(shí),V/f和PQ控制策略在主從控制中能有很好的表現(xiàn)。(3)微網(wǎng)在孤島運(yùn)行時(shí)采用對(duì)等控制,其中分布式電源采用下垂控制,首先闡述對(duì)等控制的概念以及下垂控制的原理,并且對(duì)下垂控制器模型中的功率控制和電壓電流雙環(huán)控制的參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì),并搭建仿真模型。由于低壓微電網(wǎng)無(wú)法直接應(yīng)用下垂控制,為了符合下垂控制所需條件,本文利用控制參數(shù)進(jìn)行輸出阻抗呈感性的設(shè)計(jì),同時(shí)為了滿足下垂控制策略下的分布式電源直流穩(wěn)定輸出和動(dòng)態(tài)響應(yīng)較快的要求,采用直流電源來(lái)代替光伏電池與儲(chǔ)能設(shè)備結(jié)合的方法。通過(guò)搭建對(duì)等控制仿真算例來(lái)驗(yàn)證下垂控制器的有效性,仿真結(jié)果表明下垂控制能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)公共負(fù)荷自行進(jìn)行功率分配,且能保證微網(wǎng)電壓和頻率的穩(wěn)定。
【圖文】：

21 1m mnoc scV IC IV I= (2.從公式(2.6)、(2.8)、(2.9)可以看出在已知參數(shù) Isc、Voc、Im、Vm的情況下 C12為常數(shù)，可以根據(jù)公式(2.6)搭建數(shù)學(xué)模型，但是在不同時(shí)間段下光照溫度等外條件是變化的，所以需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)狀況下對(duì)新的參數(shù)進(jìn)行重新估算：bT = T T(2.11bSSS= (2.1(1 )sc new scbSI I a TS = + (2.1(1 )m new mbSI I a TS = + (2.1(1 ) ( )oc new oc nV V c T I e b S = + (2.1(1 ) ( )m new m nV V c T I e b S = + (2.1.1.2 光伏電池仿真模型

光伏發(fā)電模式下微電網(wǎng)控制策略研究Vm通過(guò)公式(2.12)~(2.15)得到新的 Isc-new、Voc-new、Im-new、Vm-new參數(shù)，同時(shí)通過(guò)公式(2.8)、(2.9)得到參數(shù) C1、C2，最后經(jīng)公式(2.6)可以在 Matlab/Simulink 中建立光伏電池仿真模型如圖 2.3 所示。2.1.3 仿真分析光伏電池是直流電流源，，下面將對(duì)他在不同的光照強(qiáng)度、溫度對(duì)光伏電池的I-V、P-V 特性進(jìn)行仿真，以驗(yàn)證搭建的光伏電池的正確性。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM615

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本文編號(hào)：2587332