直流微網(wǎng)分布式電源控制及能量管理策略研究
本文關(guān)鍵詞:直流微網(wǎng)分布式電源控制及能量管理策略研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:隨著能源短缺的問題日益嚴(yán)峻,新能源的開發(fā)利用已成為社會的發(fā)展趨勢,因此采用分布式電源作為能量供給的微電網(wǎng)技術(shù)越來越受到重視。但是分布式電源發(fā)出的電能受環(huán)境影響較大,不能直接并網(wǎng)利用,為了減少分布式電源引起的消極影響,同時又能保留其原有的優(yōu)勢,提出了微網(wǎng)的概念。直流微電網(wǎng)是采用直流配電方式、通過公共直流母線將分布式電源連接起來的可控系統(tǒng)。它通過一個變流器實現(xiàn)并網(wǎng)控制。與交流微網(wǎng)相比,直流微網(wǎng)不需要對相位和頻率進(jìn)行控制,減少了能量變換環(huán)節(jié),控制簡單可靠,更具研究價值。母線電壓的穩(wěn)定是衡量直流微網(wǎng)系統(tǒng)是否平衡的重要標(biāo)準(zhǔn)。直流微網(wǎng)運行時,如果母線電壓變化較大,連接分布式電源和直流母線的DC/DC變換器在工作過程中,占空比會大幅度變化,使DC/DC變換器呈現(xiàn)嚴(yán)重的非線性,輸出電壓不穩(wěn)定。針對這一問題,提出電壓環(huán)采用基于比例切換的滑模變結(jié)構(gòu)控制,電流環(huán)采用傳統(tǒng)PI控制器的雙閉環(huán)控制方案。仿真表明,本控制方案可以有效提高DC/DC變換器的魯棒性,縮短過渡過程,抑制高頻抖振,減小輸出電壓波動,滿足高品質(zhì)性能要求。分布式電源發(fā)電受環(huán)境影響較大,如果直接并網(wǎng),隨著分布式發(fā)電滲透率逐漸升高,會對電網(wǎng)造成沖擊,帶來一系列問題,影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性。而傳統(tǒng)的解決方法是,電網(wǎng)一旦出現(xiàn)問題,則立即將分布式電源切掉,這樣嚴(yán)重限制了新能源的利用。針對這一問題,設(shè)計了適用于不同分布式電源的并網(wǎng)控制器對其進(jìn)行控制,并提出電壓分層協(xié)調(diào)控制策略,對各電力電子變換器的工作方式進(jìn)行協(xié)調(diào),從而保證直流微網(wǎng)的功率平衡。仿真結(jié)果表明,直流微網(wǎng)在不同工況下可以穩(wěn)定運行,各變換器也會根據(jù)母線電壓的不同變化做出快速響應(yīng),從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和供電質(zhì)量。
【關(guān)鍵詞】:直流微網(wǎng) DC/DC變換器 滑模變結(jié)構(gòu)控制 供電質(zhì)量 協(xié)調(diào)控制策略
【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】:2016
【分類號】:TM46
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 第1章 緒論9-15
- 1.1 課題研究背景及意義9-10
- 1.1.1 課題研究背景9-10
- 1.1.2 課題研究意義10
- 1.2 直流微網(wǎng)研究問題描述10-11
- 1.3 直流微網(wǎng)研究現(xiàn)狀11-14
- 1.4 本文主要研究內(nèi)容14-15
- 第2章 直流微網(wǎng)分布式電源模型建立15-34
- 2.1 光伏陣列模型建立15-26
- 2.1.1 光伏電池工作原理15-16
- 2.1.2 光伏陣列模型建立16-19
- 2.1.3 光伏陣列輸出特性仿真分析19-22
- 2.1.4 光伏陣列最大功率跟蹤控制策略22-26
- 2.2 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)模型建立26-33
- 2.2.1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作原理26-29
- 2.2.2 風(fēng)力機(jī)發(fā)電機(jī)模型建立29-30
- 2.2.3 風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出特性仿真分析30-31
- 2.2.4 風(fēng)力發(fā)電機(jī)最大功率跟蹤控制策略31-33
- 2.3 本章小結(jié)33-34
- 第3章 分布式電源并網(wǎng)控制研究34-51
- 3.1 直流微網(wǎng)的構(gòu)建34-36
- 3.2 分布式電源并網(wǎng)控制器設(shè)計36-39
- 3.2.1 DC/DC變換器37-38
- 3.2.2 DC/DC變換器數(shù)學(xué)模型38
- 3.2.3 DC/DC變換器控制結(jié)構(gòu)38-39
- 3.3 基于比例切換的滑模變結(jié)構(gòu)控制策略39-44
- 3.3.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制原理39-41
- 3.3.2 仿真分析41-44
- 3.4 蓄電池并網(wǎng)控制器設(shè)計44-49
- 3.4.1 蓄電池的充放電控制策略的設(shè)計45-47
- 3.4.2 蓄電池的充放電電路設(shè)計47-48
- 3.4.3 蓄電池充放電控制策略仿真分析48-49
- 3.5 本章小結(jié)49-51
- 第4章 直流微網(wǎng)能量管理策略研究51-65
- 4.1 直流微電網(wǎng)分層控制策略51-52
- 4.2 下垂控制策略52-58
- 4.2.1 下垂控制策略工作原理53-54
- 4.2.2 光伏陣列下垂控制策略54-55
- 4.2.3 儲能單元下垂控制策略55-57
- 4.2.4 下垂控制策略仿真分析57-58
- 4.3 切除控制策略58-61
- 4.4 直流微電網(wǎng)分層控制策略仿真分析61-63
- 4.5 本章總結(jié)63-65
- 第5章 結(jié)論65-66
- 參考文獻(xiàn)66-69
- 在學(xué)研究成果69-70
- 致謝70
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本文編號:378304
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