【摘要】：微電網(wǎng),又稱分布式能源孤島系統(tǒng),作為未來能源鏈的重要技術(shù),高效整合了各類分布式電源,具有能源清潔、調(diào)控靈活、環(huán)境兼容、線路損耗小等優(yōu)點(diǎn),對全球電力網(wǎng)的建設(shè)具有深遠(yuǎn)影響。隨著分布式電源滲透率的不斷提高,系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大與復(fù)雜化,微電網(wǎng)運(yùn)行中的小擾動(dòng)事件呈現(xiàn)極強(qiáng)的隨機(jī)性與不確定性,給微電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性帶來嚴(yán)重考驗(yàn)。研究微電網(wǎng)在小干擾下的穩(wěn)定性機(jī)理,既是確保微電網(wǎng)可靠運(yùn)行的基本任務(wù),也是充分發(fā)揮微電網(wǎng)優(yōu)勢作用的必然需求。為此,本文工作圍繞微電網(wǎng)小擾動(dòng)穩(wěn)定性研究展開,主要研究工作如下:第一,考慮到微電網(wǎng)中多種微源形式、多種控制方式共存,研究微電網(wǎng)中典型分布式電源如光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)與工作原理,建立描述各子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為的完整數(shù)學(xué)模型;并基于Matlab/Simulink軟件進(jìn)行各微源模型構(gòu)建與仿真分析,研究環(huán)境干擾項(xiàng)如光照變化,風(fēng)速變化等對各微源運(yùn)行特征和出力特性的影響。第二,在微電網(wǎng)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,研究系統(tǒng)小擾動(dòng)穩(wěn)定性分析模型;對微電網(wǎng)中各分布式電源狀態(tài)空間進(jìn)行了細(xì)致、定量的數(shù)學(xué)推導(dǎo)與分析,從數(shù)學(xué)模型的角度剖析微電網(wǎng)小擾動(dòng)后狀態(tài)空間的一般特點(diǎn);并基于特征值分析法,利用Matlab軟件仿真分析微電網(wǎng)特征值的典型分布情況,對表征微電網(wǎng)運(yùn)行特性的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行特征根穩(wěn)定性分析,通過參數(shù)單調(diào)變化,跟蹤系統(tǒng)系數(shù)矩陣特征根的運(yùn)動(dòng)軌跡,研究系統(tǒng)特征根分布的原因機(jī)理,獲取隨參數(shù)改變系統(tǒng)穩(wěn)定性變化的一般規(guī)律。第三,對小擾動(dòng)穩(wěn)定性研究方法作以創(chuàng)新研究,研究一種基于“模糊-云”模型的微電網(wǎng)小擾動(dòng)穩(wěn)定性評估方法。在前文分析所得的基礎(chǔ)上,選取關(guān)鍵影響參數(shù)構(gòu)建微電網(wǎng)小擾動(dòng)穩(wěn)定性評估體系;采用交互矩陣設(shè)計(jì)的方法描述評估指標(biāo)間可能的耦合關(guān)系,合理判定評估指標(biāo)對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響程度;考慮到評估過程中數(shù)據(jù)和指標(biāo)模糊性和隨機(jī)性的問題,應(yīng)用云模型獲取各指標(biāo)隸屬穩(wěn)定性等級,進(jìn)一步提升評估系統(tǒng)的準(zhǔn)確性,實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的穩(wěn)定性判定。為微電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的辨識提供新的思維方式和解決手段。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM712
【圖文】：

( ) ( sin cos)iPLL q iPLL x ydxK u K u udt （2.22）( sin cos)n n pPLL x ydxK u u xdt （2.23）其中：x 、x 分別代表并網(wǎng)點(diǎn)交流電角頻率、電角度所對應(yīng)的狀態(tài)變量，pPLLK 、iPLLK 為鎖相環(huán)比例、積分控制系數(shù)。（5）直流側(cè)電容在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏陣列通常并聯(lián)一直流電容dcC 來平抑因光強(qiáng)改變引發(fā)的輸出端電壓波動(dòng)。當(dāng)忽略逆變器的損耗時(shí)，直流電容環(huán)節(jié)的狀態(tài)微分方程可表示為：( )dcdc dc dcCPV x x y yPVdc C dc C dc CdxP u i u iPP Pdt C x C x C x （2.24）2.1.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行仿真根據(jù)前文所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)各元件、控制器數(shù)學(xué)模型，在 Matlab/Simulink 運(yùn)行環(huán)境中建立光伏發(fā)電系統(tǒng)模型如圖 2.8 所示。

第 2 章 微電網(wǎng)系統(tǒng)模型研究為模擬出現(xiàn)云層時(shí)日照強(qiáng)度變化情況并了解光伏電站的運(yùn)行特征。本文仿真采照變化曲線如圖 2.9 所示，其中：日照強(qiáng)度起點(diǎn)基準(zhǔn)值為 10002w /m ，仿真初始時(shí)強(qiáng)持續(xù)減弱達(dá)到最低值，谷底持續(xù)約 3s 后光強(qiáng)回升并逐步趨于穩(wěn)定。

第 2 章 微電網(wǎng)系統(tǒng)模型研究為模擬出現(xiàn)云層時(shí)日照強(qiáng)度變化情況并了解光伏電站的運(yùn)行特征。本文仿真采用光照變化曲線如圖 2.9 所示，其中：日照強(qiáng)度起點(diǎn)基準(zhǔn)值為 10002w /m ，仿真初始時(shí)間光強(qiáng)持續(xù)減弱達(dá)到最低值，谷底持續(xù)約 3s 后光強(qiáng)回升并逐步趨于穩(wěn)定。圖 2.9 日照強(qiáng)度突變曲線Fig. 2.9 Sunshine intensity mutation curve光伏陣列的電壓變化情況、輸出功率分別如圖 2.9、2.10 所示：

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