【摘要】：隨著經(jīng)濟的發(fā)展,對能源的需求與日俱增,且社會對于環(huán)境保護越來越重視,以太陽能和風(fēng)能為代表的新能源以其可再生性、清潔性和潛力巨大,進入了快速發(fā)展的通道,發(fā)電效率和成本都取得了長足的進步。不同于傳統(tǒng)發(fā)電的可控性和集中性,新能源的發(fā)電具有波動性、間歇性和分散性等特點。以電力電子技術(shù)為基礎(chǔ),微電網(wǎng)的出現(xiàn)將新能源、儲能設(shè)備等分布式電源和負荷集合為一個整體,利用電力電子設(shè)備的快速反應(yīng)與優(yōu)良的可控性,實現(xiàn)對新能源的調(diào)控與最大化利用。在微電網(wǎng)的運行中由于各個分布式電源發(fā)電容量與發(fā)電成本的不同,需要調(diào)節(jié)各個分布式電源的出力來分擔系統(tǒng)的負荷,優(yōu)化系統(tǒng)的運行狀態(tài)與發(fā)電成本,本文針對不同場景,不同層面下各個分布式電源的出力問題展開研究,主要工作如下:一、研究了無通信下交流微電網(wǎng)中無功功率的均分控制問題。首先,分析了線路阻抗對于無功功率均分的影響;其次,設(shè)計了一種基于自適應(yīng)虛擬阻抗來提高無功功率分擔精度的控制方法。相對于傳統(tǒng)的電壓-無功下垂控制,本方法在沒有增加電壓跌落幅值的情況下顯著提高了無功功率的分擔精度。二、研究了交流微電網(wǎng)中的有功暫態(tài)輸出問題。首先,研究了虛擬同步電機的控制策略;其次,分析了 washout濾波器對有功控制的改善效果,設(shè)計了一種下垂與washout結(jié)合的折中控制策略,建立了系統(tǒng)的整體狀態(tài)空間模型,分析了不同參數(shù)對系統(tǒng)的影響。三、研究了分布式控制在直流微電網(wǎng)中的應(yīng)用。首先,分析了傳統(tǒng)分布式控制策略在直流微電網(wǎng)的電流均分與電壓恢復(fù)過程中存在的耦合問題;其次,設(shè)計了一種基于有限時間收斂的分布式控制策略,在原有目標的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了虛擬阻抗的調(diào)控。四、研究了微電網(wǎng)內(nèi)與網(wǎng)間的分布式電源發(fā)電的經(jīng)濟性調(diào)控問題。設(shè)計了一種雙層分布式經(jīng)濟性調(diào)控策略,其中下層通過交替方向乘子算法實現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)經(jīng)濟性調(diào)控,上層通過分布式優(yōu)化算法實現(xiàn)網(wǎng)間的功率分配,上層獲取下層節(jié)點的邊際成本,下層獲取上層的功率修正,底層采用下垂平衡負荷。證明了上層經(jīng)濟成本函數(shù)的凸性,并分析了成本函數(shù)在非光滑情況下算法的收斂性。
【圖文】：

為了適應(yīng)這些新的變化，微電網(wǎng)將分布式電源、負荷和儲能設(shè)備整合為一個整體并網(wǎng)，具逡逑有易于建設(shè)靈活可控的優(yōu)點，逐步成為了新能源并網(wǎng)消納的一種重要形式，微電網(wǎng)的示意逡逑圖如圖１．１所示［６，７］。逡逑在微電網(wǎng)的運行中，為了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，通常要求系統(tǒng)既能并網(wǎng)運行，同時也能脫逡逑離大電網(wǎng)孤島運行。在孤島運行時，通常需要對各個可控分布式電源的發(fā)電功率進行控制，逡逑以便合理的分擔系統(tǒng)的負荷，一方面是為了避免單個設(shè)備的負載過大，另一方面也是考慮逡逑了各個分布式電源經(jīng)濟上的公平性［８，，９】。逡逑１逡逑

２．２線路阻抗對無功功率均分的影響逡逑在解決無功功率的分擔問題之前，需要首先分析無功功率在節(jié)點間的傳遞方式。一個逡逑微電網(wǎng)的最簡等效圖如圖２．１所示，圖中包含兩個分布式電源和一個負荷，由兩個分布式逡逑電源共同向負載供電。由有功功率和無功功率的定義可以得出，任一分布式電源到負荷的逡逑功率表達式為：逡逑ｐ邋＿邋＾ｌｉｊ＾ｉ＾ｐｃｃ邋ｃｏｓ（＜＾ｔ）￣＾ｐｃｃ）＋＾ｉｔ＾ｔ＾ｐｃｃ邋ｓｉｎ（ｆｆｊ）邐（２２１）逡逑１邋￣邋■逡逑0邋＝邋ＸｕｊＥｉＶｐｃｃ邋ｃｏｓＣｇ．Ｏ－＾ｊ－ＲｆｉｇｉＫｐｃｃ邋ｓｉｎ＾Ｏ邐（２邋２邋２）逡逑１３逡逑
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM73

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本文編號：2592515