目前,由于能源危機(jī)愈發(fā)緊張,并且環(huán)境污染也日益嚴(yán)重,可再生能源也就成為了現(xiàn)在的研究重點(diǎn)和研究熱點(diǎn)。因此,可再生能源的控制技術(shù)也得到了迅猛發(fā)展并且日益成熟。但對(duì)可再生能源控制也仍舊存在著一定的問(wèn)題,作為分布式發(fā)電（Distributed Generation,DG）的光伏和風(fēng)機(jī),它們最大的特點(diǎn)是具有變化性,因此它們的輸出功率時(shí)刻變化,這就影響了它們的供電質(zhì)量。所以,為了提高整個(gè)系統(tǒng)的供電質(zhì)量,將可再生能源、儲(chǔ)能、負(fù)荷以及各種電力電子變換器進(jìn)行有機(jī)融合,便形成了控制靈活的微電網(wǎng)。而隨著生活中直流負(fù)荷數(shù)目的增多,微電網(wǎng)中的直流微電網(wǎng)以其輸出直流電的巨大優(yōu)勢(shì)而受到了人們的關(guān)注。它無(wú)需考慮頻率和相位的影響,而且控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的傳輸,因此提高了系統(tǒng)的電能質(zhì)量、減少了系統(tǒng)損耗,具有相當(dāng)強(qiáng)的發(fā)展?jié)撡|(zhì),是新一代微電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)。基于以上原因,直流微電網(wǎng)的可靠運(yùn)行是系統(tǒng)的關(guān)鍵目標(biāo),而對(duì)其內(nèi)部重要指標(biāo)的監(jiān)控,則成為了保證其穩(wěn)定運(yùn)行以及及時(shí)排查故障的不可或缺的一環(huán)。本文結(jié)合時(shí)代發(fā)展要求,以風(fēng)儲(chǔ)直流微電網(wǎng)為研究目標(biāo),先對(duì)本文所論述的課題背景進(jìn)行了分析,進(jìn)而探討了國(guó)內(nèi)、外直流微電網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)研究現(xiàn)狀。... 

【文章來(lái)源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

R.H.Lasseter所提直流微電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

第2章風(fēng)儲(chǔ)直流微電網(wǎng)組成原理及參數(shù)設(shè)計(jì)6第2章風(fēng)儲(chǔ)直流微電網(wǎng)組成原理及參數(shù)設(shè)計(jì)如果將具有隨機(jī)性的風(fēng)機(jī)直接與大電網(wǎng)或者微電網(wǎng)進(jìn)行連接，則會(huì)造成微電網(wǎng)產(chǎn)生比較大的波動(dòng)，因此必須選擇合適的儲(chǔ)能設(shè)備作為能量中介，完成能量的緩沖，平抑母線電壓波動(dòng)。儲(chǔ)能系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)功率雙向傳輸，而且還能保證功率傳輸?shù)倪^(guò)程穩(wěn)定，從而成功處理短期內(nèi)由于微電網(wǎng)功率波動(dòng)帶來(lái)的問(wèn)題。據(jù)此，風(fēng)儲(chǔ)直流微電網(wǎng)不僅可以將風(fēng)力的發(fā)電作用發(fā)揮到最大，而且還能彌補(bǔ)大電網(wǎng)的不足，從而讓供電更加安全[7-9]。2.1風(fēng)儲(chǔ)直流微電網(wǎng)組成原理及容量設(shè)計(jì)2.1.1微電網(wǎng)組成原理本文分析的風(fēng)儲(chǔ)直流微電網(wǎng)的核心是將風(fēng)機(jī)發(fā)電設(shè)備經(jīng)AC/DC變換器和直流母線相連接，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖2.1所示。圖2.1風(fēng)儲(chǔ)直流微電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由圖2.1可以看出，各子系統(tǒng)通過(guò)電力電子裝置連接到系統(tǒng)的直流母線上。其中，儲(chǔ)能與直流母線之間經(jīng)雙向DC/DC變換器進(jìn)行連接；風(fēng)力機(jī)與PMSG相連，經(jīng)AC/DC變換器后接至直流母線；有功負(fù)荷也通過(guò)相應(yīng)的變換器連接至直流母線處。根據(jù)前文介紹以及結(jié)合本文的背景選取單母線直流微電網(wǎng)為研究對(duì)象，由于本次設(shè)計(jì)對(duì)象僅包含一個(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和一個(gè)蓄電池組，所以本文的控制策略采用主從控制方式。其中設(shè)置蓄電池為主控制器，由其穩(wěn)定母線電壓。母線電壓選取為800V，其主要是考慮系統(tǒng)的可兼容性，為后期的交流負(fù)載的接入做準(zhǔn)備。蓄電池的工作范圍定為0.8~0.4之間。當(dāng)蓄電池荷電態(tài)（stateofcharge）升至0.8時(shí)，風(fēng)機(jī)變?yōu)樨?fù)載功率跟蹤，其余與最大功率跟蹤模式。當(dāng)蓄電池達(dá)到下限時(shí)，由系統(tǒng)能量協(xié)調(diào)控制器控制

第2章風(fēng)儲(chǔ)直流微電網(wǎng)組成原理及參數(shù)設(shè)計(jì)8圖2.2風(fēng)能利用系數(shù)曲線通過(guò)圖2.2能夠發(fā)現(xiàn)，如果槳距角固定不變時(shí)，風(fēng)能利用率pC只與葉尖速比存在一定的聯(lián)系。通過(guò)改變?nèi)~尖速的比值，便可以讓pC呈現(xiàn)最大值。這種情況下的稱(chēng)之為最大葉尖速opt，用其控制風(fēng)力設(shè)備發(fā)電時(shí)，就能最大化利用風(fēng)能。通過(guò)式（2-1）能夠得出風(fēng)機(jī)輸出功率和風(fēng)速呈正比例，且其和風(fēng)力發(fā)電設(shè)備運(yùn)行的速度以及槳距角也有著一定程度上聯(lián)系的結(jié)論。如果風(fēng)速低的話，可設(shè)置o0，這種情況下按照風(fēng)速的不同來(lái)控制發(fā)電設(shè)備運(yùn)行的速度m，從而使風(fēng)機(jī)葉尖速比到達(dá)最大值。當(dāng)風(fēng)速變化至額定值mV時(shí)，此時(shí)發(fā)電設(shè)備發(fā)出的功率eP將慢慢升高，在提高至額定值NP后便保持不變，m同樣也維持在額定值，如圖2.3所示[14-15]。圖2.3wP曲線2.2.2PMSG的派克變換PMSG是利用電磁定律，將內(nèi)部的機(jī)械能變成電能的設(shè)備。在分析永磁同步發(fā)電設(shè)備的時(shí)候，將提前闡述派克變換的內(nèi)容[15]。三相電流ai、bi、ci可以通過(guò)靜止坐標(biāo)變換得到相應(yīng)的di（定子的直軸分量）、qi（定子交軸分量）、oi（零軸分量）。相應(yīng)的Park矩陣為：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3064320