現(xiàn)如今,隨著能源需求增加和環(huán)境資源浪費等挑戰(zhàn),分布式發(fā)電（DG）逐漸進入到現(xiàn)代配電系統(tǒng)中。微電網(wǎng)作為一種小型低壓供電網(wǎng)絡(luò),如今被廣泛應(yīng)用,其至少包含一種分布式發(fā)電。若微電網(wǎng)和主電網(wǎng)進行并網(wǎng)聯(lián)結(jié),微電網(wǎng)的電壓、頻率等需要滿足一定的同步標準才能同步聯(lián)結(jié);否則會對主電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行造成沖擊、甚至損壞分布式電源等設(shè)備。本文通過使用μ綜合分析法,設(shè)計出一種魯棒控制器來解決含多種類型電源的復(fù)雜微電網(wǎng)系統(tǒng)與主電網(wǎng)同步與穩(wěn)定控制問題。本文首先說明了微電網(wǎng)的基本概念,引入魯棒控制理論,對穩(wěn)定性進行了舉例分析。PI控制與PQ控制等經(jīng)典控制策略要依賴精確的物理模型才能建立,這對于處理復(fù)雜模型有著很大的困難。而魯棒控制理論的出現(xiàn)彌補了上述控制策略的不足,能使控制系統(tǒng)保證預(yù)期的動態(tài)品質(zhì)和穩(wěn)定性。其能通過將各種不確定性影響考慮在內(nèi),使用函數(shù)約束條件來設(shè)計一個魯棒控制器,從而使其在一定范圍內(nèi)進行參數(shù)改變,來保證系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性。接下來說明了線性系統(tǒng)不確定性模型,以及系統(tǒng)的內(nèi)部穩(wěn)定性和外部穩(wěn)定性,介紹了標椎魯棒控制理論,對加入魯棒控制器的系統(tǒng)穩(wěn)定性通過舉例進行了分析,并詳述了μ綜合分析法。然后進行了含有多種電源的微... 

【文章來源】：華北水利水電大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【圖文】：

018年我國各種能源占比Fig.1-1TheproportionofvariousenergysourcesinChinain2018

1緒論51.3微電網(wǎng)研究現(xiàn)狀1.3.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀中國對于微電網(wǎng)的研究起步比較晚，不過中國政府卻十分重視關(guān)于可再生能源領(lǐng)域的發(fā)展。其中，微電網(wǎng)在環(huán)保、救災(zāi)過程中的適用性和許多優(yōu)點是非常明顯的。特別是將微電網(wǎng)系統(tǒng)使用在可再生電能的輸送，能提高當(dāng)?shù)氐碾娔苜|(zhì)量。中國已經(jīng)建造了許多微電網(wǎng)模擬實驗室與示范工程。其中實驗室包括天津大學(xué)微電網(wǎng)實驗室、浙江省國網(wǎng)微電網(wǎng)實驗室、合肥工業(yè)大學(xué)微電網(wǎng)實驗室等。而在示范工程方面，北京左安門微電網(wǎng)示范工程、浙江東極島獨立微電網(wǎng)示范工程等也建設(shè)成功。在由浙江電力試驗研究院主導(dǎo)的關(guān)于微電網(wǎng)領(lǐng)域的課題中，主要研究了微電網(wǎng)并網(wǎng)聯(lián)結(jié)的影響、所需的控制策略、能安全接入主電網(wǎng)的指導(dǎo)準則還有微電網(wǎng)的社會效益和經(jīng)濟價值；這些實驗室和示范工程在很多方面佐證了巨大的潛力。1.3.2國外研究現(xiàn)狀在2000年，美國電力可靠性解決方案協(xié)會已經(jīng)開始對于微電網(wǎng)的構(gòu)造、與主電網(wǎng)的并網(wǎng)運行、對于電能質(zhì)量的影響開始了早期的探索[9]。首次從理論層面對于分布式發(fā)電進行了探究，為了能更好的從實際技術(shù)的角度進行檢驗，美國的電力公司與電力可靠性解決方案協(xié)會進行合作，在Columbus＆Dolan技術(shù)中心開始建造微電網(wǎng)技術(shù)實驗室。美國典型的微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。如今關(guān)于微電網(wǎng)涉及的主要技術(shù)領(lǐng)域包括：（1）不依賴高故障風(fēng)險的電流繼電保護方法；（2）孤島與并網(wǎng)運行模式間的自動無縫切換；（3）保持頻率、電壓穩(wěn)定的控制策略。圖1-2美國典型微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)Fig.1-2TypicalUSmicrogridstructure

華北水利水電大學(xué)碩士學(xué)位論文6在歐盟，由于歐洲國家整體面積較小，化石能源存儲量不多，所以更加注重分布式發(fā)電系統(tǒng)的理論研究。在包括微電網(wǎng)內(nèi)分布式電源能量管理、微網(wǎng)并網(wǎng)和孤島切換運行的理念等方面已經(jīng)取得了實質(zhì)性進展�，F(xiàn)今歐盟典型的微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖1-3所示。它的主要研究領(lǐng)域包括；（1）使用先進的互聯(lián)網(wǎng)與信息技術(shù)，使用新型控制策略，保證微電網(wǎng)有效協(xié)調(diào)運行；（2）開發(fā)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計理念；（3）開展商業(yè)和使用層面相關(guān)協(xié)定標準化數(shù)字化和硬件設(shè)備規(guī)范化工作；（4）展開微電網(wǎng)對整個歐盟電力系統(tǒng)的增強，從而能節(jié)約資源，更好的減少對石化燃料的依賴。圖1-3歐盟典型微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)Fig.1-3TypicalEUmicrogridstructure在日本，微電網(wǎng)模范工程建設(shè)和分布式能源發(fā)電等方面一直處于世界的領(lǐng)先地位[10]。日本新能源產(chǎn)業(yè)的技術(shù)綜合開發(fā)機構(gòu)（NEDO）是現(xiàn)今日本最大最完整的分布式能源研究機構(gòu)，主要解決并網(wǎng)過程中電壓波動帶來的例如電能質(zhì)量降低等問題。已分別在愛知縣、京都和八戶建立了三個微網(wǎng)示范性研究工程。在愛知縣的微電網(wǎng)示范工程中，分布式發(fā)電系統(tǒng)包含風(fēng)力發(fā)電、光伏電池、蓄電池和儲能電池系統(tǒng)，對于微電網(wǎng)的負載跟蹤能力進行了主要研究。在京都的微電網(wǎng)示范工程中，主要研究了能量管理系統(tǒng)，從而實現(xiàn)了在5分鐘以內(nèi)功率不平衡幅度能限制8%以下的控制要求。在八戶的微電網(wǎng)示范工程中，分布式發(fā)電系統(tǒng)包括小型風(fēng)力機、光伏發(fā)電和生物能發(fā)電。研究的微電網(wǎng)控制策略主要包含有三個方面：電力能源供給規(guī)劃、連接處每秒級的潮流控制以及在每十分鐘一次的調(diào)度。也有其他的日本學(xué)者提出了智能能量供給系統(tǒng)，將會擁有良好可靠性[11]。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]內(nèi)接一任意負載的n階T形網(wǎng)絡(luò)的電特性[J]. 譚志中,趙嘉誠,丁魯鈺,張慶華.  大學(xué)物理. 2019(06)
[2]微電網(wǎng)運行與控制IEC標準進展與分析[J]. 張建華,史佳琪,鄭德化,別朝紅,欒文鵬,馬文媛,劉陽.  電力系統(tǒng)自動化. 2018(24)
[3]氣候變化將進一步加劇全球旱地的擴張[J]. Jianping Huang,Haipeng Yu,Xiaodan Guan,王樂揚.  華北水利水電大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(02)
[4]基于MATLAB的梯形渠道橫斷面優(yōu)化設(shè)計[J]. 仵峰,馬地,宰松梅,吳玉博,馮雪芳.  華北水利水電大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(01)
[5]可再生能源發(fā)電現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J]. 姜鑫,喬佳,張雄君,石書強.  煤氣與熱力. 2018(01)
[6]基于頻率響應(yīng)法的發(fā)電機低勵限制與PSS協(xié)調(diào)控制[J]. 孫博,康積濤,潘志豪.  電力系統(tǒng)自動化. 2018(01)
[7]面向微電網(wǎng)三相電壓不平衡補償?shù)哪孀兤鞑⒕W(wǎng)控制[J]. 王吉彪,陳啟宏,劉莉,張立炎,全書海.  電力系統(tǒng)自動化. 2017(08)
[8]基于同步逆變器的微電網(wǎng)二次調(diào)頻策略及特性分析[J]. 梁英,盛萬興,鐘慶昌,劉東奇.  中國電機工程學(xué)報. 2017(02)
[9]發(fā)電機疊加型低勵限制對電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定影響機制[J]. 丁建順,王青,馬世英,牛栓保,宋云亭,栗然.  電力系統(tǒng)自動化. 2016(08)
[10]基于分層控制的微電網(wǎng)與電網(wǎng)同步控制策略[J]. 馮偉,關(guān)雅娟,鞠昌斌,楊子龍,許洪華.  太陽能學(xué)報. 2016(02)

博士論文
[1]微電網(wǎng)若干工程關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 孫建龍.東南大學(xué) 2016
[2]分布式光伏發(fā)電微電網(wǎng)供能系統(tǒng)研究[D]. 袁建華.山東大學(xué) 2011
[3]基于遺傳算法的魯棒控制問題研究[D]. 潘偉.東北大學(xué) 2006

碩士論文
[1]直流微電網(wǎng)的小擾動穩(wěn)定性能的研究[D]. 馬文飛.安徽理工大學(xué) 2019
[2]帶混合儲能的多區(qū)域互聯(lián)電力系統(tǒng)負荷頻率控制策略的研究[D]. 盛麗娜.江南大學(xué) 2019
[3]基于Quasi-Z源逆變器的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制[D]. 朱冷雪.華北水利水電大學(xué) 2019
[4]基于魯棒控制理論的HEV模式切換協(xié)調(diào)控制策略[D]. 李海曉.河南科技大學(xué) 2018
[5]同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的低勵限制與PSS協(xié)調(diào)控制研究[D]. 孫博.西南交通大學(xué) 2018
[6]二級光伏并入微電網(wǎng)的μ值魯棒控制[D]. 付強.華北電力大學(xué) 2018
[7]含多種分布式電源的微電網(wǎng)的同步控制及相關(guān)問題研究[D]. 秦曉佳.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[8]發(fā)電機勵磁輔助功能對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的影響研究[D]. 丁建順.華北電力大學(xué) 2016
[9]基于H∞混合靈敏度的微電網(wǎng)頻率控制研究[D]. 陳金元.華南理工大學(xué) 2015
[10]基于PSCAD的直流微電網(wǎng)建模及控制策略研究[D]. 胡墨擎.東北大學(xué) 2014



本文編號：3594642