本文關鍵詞：交直流混合微電網(wǎng)運行控制關鍵技術研究

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【摘要】：目前,全球能源過度消耗與環(huán)境問題亟待解決,微電網(wǎng)作為可充分發(fā)揮清潔可再生能源優(yōu)勢的發(fā)配電系統(tǒng),具有廣闊的應用和發(fā)展前景。微網(wǎng)中分布式電源采用電力電子變換裝置接入,增加了控制的靈活性,但由于變換器類型多樣以及分布式電源出力特性差異,增加了系統(tǒng)在維持能量平衡、電壓、頻率穩(wěn)定等方面的控制難度。微網(wǎng)常采用主從控制、對等控制等運行控制策略對系統(tǒng)內能量流動進行協(xié)調控制,實現(xiàn)清潔可再生能源的高效利用。交直流混合微電網(wǎng)基于交流微電網(wǎng)與直流微電網(wǎng)各自優(yōu)勢,大大減少功率變換環(huán)節(jié),降低多級變換帶來的能量損失,可同時滿足交流負荷與直流負荷的用電需求。本文利用MATLAB/Simulink仿真平臺,針對交直流混合微電網(wǎng)進行建模,對交直流混合微電網(wǎng)的運行控制策略進行研究和分析,采用主從控制策略實現(xiàn)整個微網(wǎng)系統(tǒng)的功率平衡和穩(wěn)定運行。具體工作如下：首先分別對用于微電源控制的恒功率(PQ)控制、恒壓恒頻(VF)控制、下垂(Droop)控制和用于微電網(wǎng)運行控制的主從控制(master-slave control)、對等控制(equivalent control)、多Agent系統(tǒng)(multi-agent system)進行分析。其次,對光伏發(fā)電單元進行研究,建立光伏在外界環(huán)境變化下的發(fā)電等效模型,對最大功率點跟蹤法(MPPT方法)中傳統(tǒng)定步長擾動觀測法和改進的變步長擾動觀測法分別進行建模仿真和對比分析,驗證了后者的控制優(yōu)勢；建立在微網(wǎng)運行過程中可有效平抑電壓波動的雙向DC/DC蓄電池儲能單元仿真模型,分別在并網(wǎng)、孤島狀態(tài)下對儲能單元的控制策略進行設計和仿真。然后,對交直流母線間的雙向AC/DC變流器進行較詳細的數(shù)學建模分析,對其并網(wǎng)、孤島狀態(tài)下的運行控制策略進行重點設計和分析,計算雙向變流器直流側電容以及交流側LC型濾波器參數(shù),分析傳遞函數(shù)并獲得合理的控制參數(shù),同時對電壓-無功(UQ)控制、恒功率(PQ)控制、恒壓恒頻(VF)控制進行了詳細分析和設計過程推導。最后,在MATLAB/Simulink中建立整個交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng)仿真模型,分析混合微網(wǎng)典型運行工況,對典型工況以及不同工況間切換過程進行仿真,從而驗證了本文交直流混合微電網(wǎng)中所采用的主從控制策略及各微電源控制方法的正確性和可靠性,并通過仿真具體分析了混合微網(wǎng)運行控制的動態(tài)過程。
【關鍵詞】：交直流混合微電網(wǎng) 微電網(wǎng)建模 運行控制 雙向變流器 光伏發(fā)電 控制策略
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM732
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 交流微電網(wǎng)12-14
• 1.2.2 直流微電網(wǎng)14-15
• 1.2.3 交直流混合微電網(wǎng)15-17
• 1.3 研究目標及主要內容17-19
• 2 微電網(wǎng)基本控制方法研究19-31
• 2.1 分布式電源逆變器控制方法19-24
• 2.1.1 恒功率(PQ)控制19-21
• 2.1.2 恒壓恒頻(VF)控制21-22
• 2.1.3 下垂(Droop)控制22-24
• 2.2 微電網(wǎng)運行控制策略24-28
• 2.2.1 主從控制24-25
• 2.2.2 對等控制25-27
• 2.2.3 多Agent系統(tǒng)27-28
• 2.3 本章小結28-31
• 3 交直流混合微電網(wǎng)拓撲結構及其微電源建模31-51
• 3.1 交直流混合微電網(wǎng)拓撲結構31-32
• 3.2 光伏發(fā)電仿真建模32-35
• 3.2.1 光伏等效模型32-33
• 3.2.2 光伏電池仿真建模33-35
• 3.3 光伏電池最大功率點跟蹤(MPPT)方法研究35-40
• 3.3.1 傳統(tǒng)定步長擾動觀測法35-37
• 3.3.2 改進的變步長擾動觀測法37-38
• 3.3.3 MPPT方法仿真建模38-40
• 3.4 光伏發(fā)電單元仿真40-42
• 3.5 儲能單元仿真建模42-49
• 3.5.1 蓄電池內部等效模型42-43
• 3.5.2 儲能單元雙向DC/DC變換器控制研究43-48
• 3.5.3 儲能單元仿真48-49
• 3.6 本章小結49-51
• 4 交直流母線間雙向AC/DC變流器控制策略研究51-67
• 4.1 雙向AC/DC變流器數(shù)學建模分析51-54
• 4.2 雙向AC/DC變流器控制策略研究54-62
• 4.2.1 并網(wǎng)運行時的控制策略54-59
• 4.2.2 孤島運行時的控制策略59-62
• 4.3 雙向變流器直流側電容C_(dc)與交流側LC型濾波器參數(shù)設計62-63
• 4.4 雙向AC/DC變流器傳遞函數(shù)分析63-66
• 4.5 本章小結66-67
• 5 交直流混合微電網(wǎng)運行控制分析與仿真67-77
• 5.1 交直流混合微電網(wǎng)仿真平臺67-68
• 5.2 混合微網(wǎng)運行工況分析68-69
• 5.3 并網(wǎng)運行仿真分析69-74
• 5.4 孤島運行仿真分析74-76
• 5.5 本章小結76-77
• 6 總結與展望77-79
• 6.1 完成工作總結77-78
• 6.2 未來工作展望78-79
• 參考文獻79-83
• 作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果83-87
• 學位論文數(shù)據(jù)集87

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鄭漳華;艾芊;;微電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀及在我國的應用前景[J];電網(wǎng)技術;2008年16期

2 麻敏;韓繼明;麻秀慧;陳衍妍;;淺談微電網(wǎng)[J];科技資訊;2009年15期

3 樓書氫;李青鋒;許化強;劉魯?shù)?;國外微電網(wǎng)的研究概況及其在我國的應用前景[J];華中電力;2009年03期

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5 袁清芳;周作春;陳艷霞;李香龍;陳國鋒;;微電網(wǎng)發(fā)展應對策略[J];農村電氣化;2010年10期

6 安智敏;羅時光;;微電網(wǎng)的概念及發(fā)展[J];內蒙古石油化工;2011年21期

7 王t，

本文編號：754483