含微電網(wǎng)的配電網(wǎng)電壓跌落的分析與控制
發(fā)布時間:2017-03-27 00:12
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【摘要】:隨著用電需求的增長和石油、煤炭、天然氣等能源消耗殆盡,我們急需尋找可再生能源來維持未來電力。由于化石燃料發(fā)電造成一些不必要的排放正在威脅著我們的環(huán)境,太陽能和風(fēng)能等清潔能源將逐漸被開發(fā)。微電網(wǎng)可綜合利用多種能源,滿足用戶多樣化的用電需求,作為分布式電源接入電網(wǎng)的一種有效技術(shù)手段,得到了廣泛的關(guān)注。同時,微電網(wǎng)的接入改變了原系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),帶來了不可忽略的電能質(zhì)量問題。其中電壓跌落已成為最突出的問題之一,不僅造成設(shè)備損壞,甚至造成巨大的經(jīng)濟損失。因此,治理微網(wǎng)接入配電網(wǎng)中出現(xiàn)的電壓跌落,對提高電力網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性具有重要意義。本文首先闡述了分布式發(fā)電以及微網(wǎng)技術(shù)的基本概念,在微電網(wǎng)的組成結(jié)構(gòu)、運行方式的基礎(chǔ)上,建立了風(fēng)力發(fā)電與光伏發(fā)電的并網(wǎng)模型,對含風(fēng)力與光伏發(fā)電混合型微電網(wǎng)的配電系統(tǒng)中的電壓跌落發(fā)生機理進行分析,深入分析了電壓跌落過程中微電源末端節(jié)點的電壓幅值與功率的變化,引入動態(tài)電壓恢復(fù)器對電壓跌落進行檢測與補償。其次,針對含微電網(wǎng)的配電系統(tǒng)中電壓跌落的檢測問題,本文提出一種基于單相旋轉(zhuǎn)坐標系的基波電壓幅值檢測算法,在檢測諧波電壓時,將電網(wǎng)電壓進行基波與各諧波的Fourier分解,在半個周期內(nèi)實時計算dq分量的平均值,從而計算出電網(wǎng)電壓基波幅值。并且利用三角函數(shù)各公式推導(dǎo)了頻率波動時跌落電壓幅值的計算公式。從諧波失真,頻率變化和跳變相位幾個方面驗證了所提出算法的性能。仿真結(jié)果表明,所提出的算法不需要鎖相環(huán),減弱了檢測延時,且對發(fā)生跌落的響應(yīng)速度與幅值檢測精度均良好。最后,根據(jù)DVR基本補償策略的功率流動與最大補償時間,提出了DVR優(yōu)化綜合補償策略對出現(xiàn)的電壓跌落進行補償。初期采用跌落前補償法,準確檢測相角跳變,當?shù)浞蹬c相角恢復(fù)正常后,采用一次曲線將電壓相位旋轉(zhuǎn)到最小補償法,減小相位跳變對負載的影響。當凹陷深度過大,DVR的調(diào)制指數(shù)或直流電壓接近極限時,采用迭代循環(huán)控制避免超調(diào)變。仿真結(jié)果表明該方法可實時準確補償?shù)潆妷旱姆导跋嘟?減小了能量損耗,顯著增加了補償時間。
【關(guān)鍵詞】:微電網(wǎng) 電壓跌落 動態(tài)電壓恢復(fù)器 電壓檢測 電壓補償策略
【學(xué)位授予單位】:江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TM714.2
【目錄】:
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-10
- 第一章 緒論10-19
- 1.1 課題的研究背景、意義10-13
- 1.1.1 微電網(wǎng)研究的背景與意義10-12
- 1.1.2 電壓跌落研究的意義12-13
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
- 1.2.1 微電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀13-15
- 1.2.2 電網(wǎng)電壓跌落的研究現(xiàn)狀15-17
- 1.3 本課題的研究目的及主要研究內(nèi)容17-19
- 1.3.1 本課題的研究目的17
- 1.3.2 本課題的主要研究內(nèi)容17-19
- 第二章 分布式發(fā)電與微網(wǎng)的組成結(jié)構(gòu)及電壓跌落的概念19-25
- 2.1 分布式發(fā)電的概念及分類19-21
- 2.1.1 分布式發(fā)電的概念與特點19
- 2.1.2 分布式發(fā)電的分類19-21
- 2.2 微電網(wǎng)的基本概念與結(jié)構(gòu)21-23
- 2.2.1 微電網(wǎng)的定義21
- 2.2.2 微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)及運行21-23
- 2.3 電壓跌落23-24
- 2.3.1 電壓跌落的概念23
- 2.3.2 電壓跌落的原因及危害23-24
- 2.3.3 電壓跌落的特征值24
- 2.4 本章小結(jié)24-25
- 第三章 微網(wǎng)并網(wǎng)建模及其電壓跌落的分析25-39
- 3.1 微電源模型25-33
- 3.1.1 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)模型25-29
- 3.1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)模型29-32
- 3.1.3 儲能裝置模型32-33
- 3.2 含微電網(wǎng)的配電網(wǎng)系統(tǒng)建模與仿真33-36
- 3.2.1 含風(fēng)力與光伏發(fā)電的互補型微網(wǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)建模33-34
- 3.2.2 仿真分析34-36
- 3.3 含微電網(wǎng)配電系統(tǒng)電壓跌落的機理分析36-37
- 3.4 動態(tài)電壓恢復(fù)器37-38
- 3.5 本章小結(jié)38-39
- 第四章 含微網(wǎng)的配電網(wǎng)電壓跌落的檢測39-51
- 4.1 電壓凹陷的一般檢測算法39-41
- 4.2 基于單相旋轉(zhuǎn)坐標系的電壓跌落檢測法41-47
- 4.2.1 電壓跌落檢測方法評估的重要標準41-42
- 4.2.2 提出的電壓跌落檢測方法42-46
- 4.2.3 檢測算法的流程圖46-47
- 4.3 算例分析47-50
- 4.4 本章小結(jié)50-51
- 第五章 含微網(wǎng)的配電網(wǎng)電壓跌落的補償策略研究51-62
- 5.1 DVR基本補償策略51-53
- 5.1.1 同相補償法51-52
- 5.1.2 最小能量補償52-53
- 5.1.3 跌落前補償53
- 5.2 DVR的功率流向與最大補償時間分析53-54
- 5.3 微網(wǎng)并網(wǎng)電壓跌落的DVR綜合補償策略54-58
- 5.3.1 檢測相角跳變與跌落前補償55
- 5.3.2 最小能量補償?shù)倪^渡55-56
- 5.3.3 操作過程與控制框圖56-58
- 5.4 不同策略補償質(zhì)量比較與仿真分析58-61
- 5.4.1 補償電壓與時間對比58-60
- 5.4.2 仿真分析60-61
- 5.5 本章小結(jié)61-62
- 第六章 全文總結(jié)與展望62-64
- 6.1 本文完成的主要內(nèi)容62-63
- 6.2 需要進一步完成的工作63-64
- 參考文獻64-69
- 致謝69-70
- 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果70
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