隨著經濟的快速發(fā)展,國民用電需求迅速增加,利用化石燃料的發(fā)電體系帶來了日益嚴峻的能源危機與環(huán)境問題。為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、保護人類賴以生存的環(huán)境,風能、太陽能等取之不盡用之不竭、環(huán)保無污染的清潔能源得到了大力開發(fā)與利用,進而促使了分布式電源的興起,分布式發(fā)電技術迅速發(fā)展。自歐美、日本等發(fā)達國家率先提出清潔環(huán)保、能源供給多樣化以及可提供個性化電力的微電網(wǎng)以來,分布式發(fā)電和微電網(wǎng)技術開始得到國內外學者的密切關注。本文選題是基于國家“863”項目“交直流混合配電網(wǎng)關鍵技術”,開展了以下幾個方面的工作。針對交直流混合微電網(wǎng),分析了其在并網(wǎng)運行與孤島運行兩種模式下的功率平衡關系,介紹了微源常用的控制方法、微電網(wǎng)的控制策略以及雙向DC/DC變流器的工作原理。建立了互聯(lián)變流器直流側電壓、交流側頻率與微電網(wǎng)間交換功率的數(shù)學聯(lián)系,提出了交直流微電網(wǎng)單位化混合下垂控制;并將互聯(lián)變流器的交直流下垂特性曲線分段,實現(xiàn)分區(qū)控制運行,減少了功率開關器件的頻繁動作以及交換功率方向的來回切換,提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性以及并網(wǎng)點的電能質量。在PSCAD/EMTDC搭建了交直流混合微電網(wǎng)仿真模型,結果表明在并網(wǎng)運行以及孤島運行兩種模式下,互聯(lián)變流器在交直流下垂特性曲線的各個區(qū)間都能快速、準確的調節(jié)直流微電網(wǎng)與交流微電網(wǎng)之間的交換功率值,驗證了所提出控制策略的可行性。隨著交直流微電網(wǎng)容量以及規(guī)模的不斷擴大,多互聯(lián)變流器并列運行情況成為可能。針對多互聯(lián)變流器并列運行的交直流混合微電網(wǎng),設計了功率分層控制系統(tǒng)。微源的接口變流器作為交直流混合微電網(wǎng)的底層單元,響應速度快,控制等級低,實現(xiàn)對負荷的實時跟蹤;交直流微電網(wǎng)間的功率交換作為中間控制層,保證微電網(wǎng)間的功率平衡;互聯(lián)變流器間的功率協(xié)調作為頂層控制,響應速度慢,控制等級高,實現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化運行。為了使交換功率能夠在互聯(lián)變流器間實現(xiàn)最優(yōu)分配,本文以多個互聯(lián)變流器綜合傳輸效率最大化為目標,設計了功率分配的優(yōu)化控制算法。PSCAD/EMTDC仿真結果表明,在并網(wǎng)運行和孤島運行兩種模式下,功率交換層都能夠快速、準確的調節(jié)交流微電網(wǎng)與直流微電網(wǎng)間的功率交換值;功率協(xié)調層都能實現(xiàn)交換功率的最優(yōu)分配;驗證了分層控制策略的可行性。
【學位單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：TM46

【參考文獻】

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本文編號：2811413