本文關鍵詞：基于改進下垂控制策略的多源微網頻率穩(wěn)定運行控制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：能源的開發(fā)和利用是人類文明進步的標志,在經濟全球化的大背景下,世界能源的消耗量達到了空前的程度。但現(xiàn)今可利用的能源類型過于單一,且能源消耗的主體-—化石能源已呈現(xiàn)出枯竭的趨勢。在人類科學技術的發(fā)展、環(huán)境污染壓力增大、能源缺口擴大等多重作用下,新型清潔能源終將成為人類開發(fā)和利用能源的主體。目前,世界各國,尤其是發(fā)達國家和經濟高速發(fā)展的發(fā)展中國家都積極地進行著新能源技術的研究和試驗。本文首先介紹了逆變器的主要控制方式,并分別介紹了各種控制方式的優(yōu)劣。出于成本的考慮和分布式電源的特點,下垂控制更適合分布式電源的控制,因此本文針對傳統(tǒng)下垂控制進行研究,并結合下垂控制的數(shù)學方程對下垂控制方法進行改進,得到一種新的基于下垂特性自適應的逆變器下垂控制方法。通過仿真軟件進行負荷功率波動下的兩臺逆變器并列穩(wěn)定運行能力的驗證。仿真證明,經過改進的下垂控制方法具有良好的電壓、頻率穩(wěn)定能力,且在功率解耦、逆變器輸出功率分配等方面得到了比較滿意的效果。其次,本文討論了電網頻率擾動的成因,并設計了小信號模型,選擇李雅普諾夫第一法作為電網小信號擾動下判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性的判據(jù)。由于微電網與傳統(tǒng)電網在網架結構、負荷類型、容量等方面有諸多差別。因此,本文第四章又針對微電網特殊的電氣性能對第三章中提出的小信號模型進行了修正,并結合微電網靈活的運行方式和本文第二章多提出的逆變器下垂控制方法,提出了孤島運行時,多源參與下微電網頻率多級穩(wěn)定控制策略。所提方法中,考慮了負荷側接入容量不同的負荷時的情況,不同容量的負荷對微電網產生的頻率擾動也不相同,由微電網能量管理系統(tǒng)(EMS)協(xié)調逆變器、儲能設備、可控負荷參與對頻率的多級調整,實現(xiàn)微電網頻率失穩(wěn)后自我恢復。最后,利用Matlab/Simulink軟件對所提出的頻率穩(wěn)定控制方法進行負荷功率擾動下的仿真,結果表明：多源支撐下的微電網在出現(xiàn)頻率擾動后,微電網在三個級別的頻率穩(wěn)定控制措施的干預下,頻率偏差減小到允許范圍內。因此,本文提出的以帶有儲能裝置的分布式發(fā)電系統(tǒng)為核心,多源參與下的微電網頻率穩(wěn)定控制策略可以有效應對孤島運行下微電網頻率偏差問題,且在多臺電源、可控負荷投入、切出過程中,改進后的下垂控制方法控制下的逆變器與電抗器相配合,防止了電壓大幅度閃變,控制效果符合預期。
【關鍵詞】：微電網 分布式電源 下垂控制 頻率穩(wěn)定
【學位授予單位】：沈陽農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM712
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 課題的研究背景10-12
• 1.1.1 能源開發(fā)利用的現(xiàn)狀10
• 1.1.2 大規(guī)模清潔能源發(fā)電的輸送方式10
• 1.1.3 小容量清潔能源的利用方式10-11
• 1.1.4 電力電子類型負荷的普及11-12
• 1.2 分布式發(fā)電和微電網的發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文的研究內容13-14
• 第二章 逆變器控制原理及改進下垂控制方法14-25
• 2.1 三相PWM變流器的原理15-17
• 2.1.1 二極管鉗位型15-16
• 2.1.2 飛跨電容型16
• 2.1.3 H橋單元級聯(lián)型16-17
• 2.2 并聯(lián)運行逆變器的控制方式17-18
• 2.2.1 集中控制方式17
• 2.2.2 主從控制方式17
• 2.2.3 分布式控制方式17
• 2.2.4 無互聯(lián)線控制方式17-18
• 2.3 傳統(tǒng)下垂控制的原理18-20
• 2.4 基于下垂特性自適應的改進下垂控制方法20-25
• 2.4.1 下垂控制靜態(tài)調節(jié)22-23
• 2.4.2 下垂控制動態(tài)調節(jié)23-25
• 第三章 頻率穩(wěn)定性的分析方法25-33
• 3.1 負荷靜態(tài)頻率特性26-28
• 3.2 系統(tǒng)頻率的動態(tài)特性28
• 3.3 小信號分析28-33
• 3.3.1 狀態(tài)空間表示法28-29
• 3.3.2 動態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性29-30
• 3.3.3 方程的線性化30-31
• 3.3.4 穩(wěn)定性分析31-33
• 第四章 微網頻率穩(wěn)定性分析33-45
• 4.1 參考坐標變換33-34
• 4.2 微網下垂控制器小信號模型34-41
• 4.2.1 功率控制器小信號模型34-36
• 4.2.2 電壓控制器小信號模型36-37
• 4.2.3 電流控制器小信號模型37-38
• 4.2.4 低通濾波器小信號模型38-39
• 4.2.5 逆變器小信號模型39-41
• 4.2.6 所有逆變器小信號模型41
• 4.3 網絡小信號模型41-42
• 4.4 負荷小信號模型42-43
• 4.5 微網小信號模型43-45
• 第五章 多源參與下的微電網頻率穩(wěn)定控制45-61
• 5.1 帶有儲能裝置的分布式發(fā)電系統(tǒng)45-48
• 5.1.1 儲能設備模型46-48
• 5.1.2 儲能設備的接線方式48
• 5.2 儲能系統(tǒng)的控制48-52
• 5.3 可控負荷在頻率穩(wěn)定控制中的支撐作用52-55
• 5.3.1 可控負荷放電控制策略54-55
• 5.3.2 可控負荷充電控制55
• 5.4 雙向DC/DC變換器控制系統(tǒng)設計55-58
• 5.5 微網頻率穩(wěn)定的多級的控制邏輯58-61
• 第六章 仿真分析61-70
• 6.1 對改進下垂控制方法的仿真驗證61-67
• 6.2 微電網頻率穩(wěn)定第二級控制67-68
• 6.3 微電網頻率穩(wěn)定第三級調整68-70
• 第七章 結論與展望70-72
• 參考文獻72-75
• 致謝75-76
• 攻讀碩士學位期間論文發(fā)表情況76-77

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本文編號：445805