隨著分布式電源、電力電子設備和非線性負荷隨機大量地接入,微電網電能質量污染日益嚴重。由于用電設備對電能質量要求較高,而微電網消納電能質量污染的能力薄弱,微電網電能質量問題尤為突出。多功能并網逆變器(Multi-Function Grid-Connected Inverter,MFGCI)具有有功并網、諧波治理和無功補償?shù)榷喾N功能。因此,本文從電能質量分散自治的角度出發(fā),建立MFGCI容量分配策略,提出電能質量治理優(yōu)化策略。所提策略對于降低電能質量污染,提高設備利用效率,提升系統(tǒng)運行經濟性有重要實際意義。本文首先對諧波治理、無功補償?shù)难芯恳饬x和常見治理方式進行簡要介紹,并對MFGCI的研究現(xiàn)狀和MFGCI電能質量治理的拓撲結構進行說明。接著本文綜合分析諧波治理優(yōu)化變量與有功并網、無功補償之間的容量關系,確立MFGCI諧波電流補償和無功補償?shù)那蠼馑悸?為MFGCI實現(xiàn)電能質量治理優(yōu)化提供理論基礎。其次,結合光伏發(fā)電系統(tǒng)諧波污染治理需求和光伏最大功率并網的要求,本文提出光伏發(fā)電系統(tǒng)諧波治理優(yōu)化模型�？紤]光伏電池的輸出特性和諧波補償對MFGCI容量分配的影響,分情況建立了諧波治理優(yōu)化模型,并采用模擬退火粒子群算法結合算例對所提模型進行了仿真驗證。最后,針對微電網系統(tǒng)諧波畸變和電壓偏差問題,本文考慮微電網運行綜合效益和電能質量治理帶來的經濟效益,從功率優(yōu)化和電能質量自治的角度出發(fā),提出有功優(yōu)化與節(jié)點電壓偏差、諧波畸變治理優(yōu)化的微電網電能質量治理二層優(yōu)化模型。其中,上層以系統(tǒng)運行費用最低為目標,決定分布式電源的有功并網量,從而影響下層MFGCI電能質量治理容量。下層以系統(tǒng)節(jié)點電壓偏差和諧波畸變最小為目標,確定MFGCI諧波治理和無功補償量,并將治理后的電能質量參數(shù)反饋到上層,改變經濟運行費用,從而影響有功并網。本文通過研究上、下層決策變量間關系,分析上、下層決策的影響,制定了電能質量治理與有功并網優(yōu)化過程的容量協(xié)調策略。最后采用模擬退火粒子群優(yōu)化算法結合算例對二層優(yōu)化模型進行了驗證與分析。
【學位單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TM711;TM464
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景和意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 微電網諧波治理研究現(xiàn)狀
        1.2.2 微電網無功補償研究現(xiàn)狀
        1.2.3 電能質量治理與功率優(yōu)化
        1.2.4 多功能并網逆變器發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內容
第2章 多功能并網逆變器諧波補償與電壓偏差治理機理分析
    2.1 諧波補償治理原理
    2.2 電壓偏差治理原理
    2.3 多功能并網逆變器原理分析
        2.3.1 多功能并網逆變器典型構成
        2.3.2 多功能并網逆變器諧波治理算法
        2.3.3 多功能并網逆變器無功補償算法
    2.4 MFGCI有功并網和電能質量治理的容量分配
        2.4.1 有功并網容量和電能治理容量關系分析
        2.4.2 MFGCI有功并網容量和剩余容量
        2.4.3 MFGCI剩余容量與諧波補償量
        2.4.4 各頻次諧波電流補償量求解思路
        2.4.5 MFGCI剩余容量與無功補償容量
    2.5 本章小結
第3章 光伏發(fā)電系統(tǒng)諧波治理優(yōu)化策略
    3.1 光伏并網系統(tǒng)諧波治理優(yōu)化策略建模思路
    3.2 諧波治理單層優(yōu)化建模
    3.3 諧波治理二層優(yōu)化建模
        3.3.1 有功并網上層優(yōu)化模型
        3.3.2 諧波治理下層優(yōu)化模型
    3.4 模型求解與算例分析
        3.4.1 諧波治理優(yōu)化粒子
        3.4.2 求解步驟
        3.4.3 算例分析
    3.5 本章小結
第4章 微電網有功優(yōu)化與電能質量治理優(yōu)化策略
    4.1 有功優(yōu)化與電能質量治理優(yōu)化建模思路
    4.2 有功優(yōu)化與電能質量治理的優(yōu)化建模
        4.2.1 有功優(yōu)化模型
        4.2.2 電能質量治理優(yōu)化模型
    4.3 有功優(yōu)化和電能質量治理優(yōu)化模型求解
        4.3.1 優(yōu)化模型的粒子結構
        4.3.2 有功優(yōu)化與電能質量治理優(yōu)化的功率分配策略
        4.3.3 有功優(yōu)化電能質量治理優(yōu)化模型求解步驟
    4.4 算例分析
        4.4.1 參數(shù)設置及方案設計
        4.4.2 MFGCI容量分配分析
        4.4.3 經濟性分析
        4.4.4 諧波補償能力分析
        4.4.5 電壓偏差治理分析
        4.4.6 算法收斂分析
    4.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果
致謝

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本文編號：2868333