本文關(guān)鍵詞：交直流混合微網(wǎng)混成建模與運行控制

  更多相關(guān)文章： 交直流微網(wǎng)結(jié)構(gòu) 混成切換分層控制 預評價環(huán)節(jié) 能量管理 改進下垂控制

【摘要】：交直流混合微網(wǎng)結(jié)合了交流微網(wǎng)和直流微網(wǎng)的優(yōu)勢,具有對各種交、直流清潔能源和新興直流負荷包容性和拓撲結(jié)構(gòu)靈活可變等特點。微源以各種類型變流器為功率接口接入微網(wǎng),變流器類型不一,功能多樣,具有多種工作模式,復雜的天氣狀況和負荷變動影響變流器的運行。如何協(xié)調(diào)控制交直流微網(wǎng)中各種變流器在多種工況下的穩(wěn)定運行,探究交流微網(wǎng)和直流微網(wǎng)互聯(lián)的混成切換控制規(guī)律是本文的主要研究內(nèi)容。論文首先分析了各種微源接入變流器的拓撲結(jié)構(gòu)和多種模式的運行規(guī)律,包括風力微源、光伏微源、儲能單元和AC/DC雙向功率變流器拓撲及其運行規(guī)律。并且分析了其混成特性,建立了各自的混成切換模型；然后根據(jù)微源與負荷特點,將微網(wǎng)結(jié)構(gòu)分為“直流母線嵌入式”交直流混合微網(wǎng)和“交流母線嵌入式”交直流混合微網(wǎng),在此基礎(chǔ)上探討了多交流子母線多直流子母線混聯(lián)的交直流混合微網(wǎng)的結(jié)構(gòu)；其次,利用混成理論深入研究了交／直流微網(wǎng)互聯(lián)和孤島模式互聯(lián)運行控制規(guī)律,提出了基于直流母線電壓的微網(wǎng)能量管理策略,該控制策略綜合考慮了直流母線的電壓偏差、微網(wǎng)功率缺額、蓄電池的荷電狀態(tài)等因素；對聯(lián)結(jié)交流母線與直流母線的雙向功率變流器下垂控制曲線進行了改進,即當其傳輸功率很小且對系統(tǒng)運行沒有影響時,雙向逆變器仍然處于停機模式。定義了交直流微網(wǎng)中事件,分析了微網(wǎng)混成切換系統(tǒng)工作原理,提出了微網(wǎng)事件切換的層次結(jié)構(gòu),將交直流微網(wǎng)的切換系統(tǒng)劃分為三個層次,分別是：拓撲結(jié)構(gòu)切換層,微源／負荷單元運行模式切換層,功率器件接口內(nèi)部切換層,并且對各個切換層進行了詳細闡述。最后在切換系統(tǒng)三個層次的基礎(chǔ)上設(shè)計了混成分層控制結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)引入了預評價環(huán)節(jié)與能量管理環(huán)節(jié),其中預評價環(huán)節(jié)包括經(jīng)濟性、安全性和穩(wěn)定性的預評價。由仿真結(jié)果和理論分析可以得到：改進的下垂控制方法不僅可以維持直流母線電壓的穩(wěn)定,還可以進一步減少了雙向逆變器工作模式的切換次數(shù),減少了電力電子器件不必要的動作帶來的諧波。利用論文設(shè)計的帶預評價和能量管理的混成分層控制方法能夠適應(yīng)風速光照等不確定性因素,實現(xiàn)交直流微網(wǎng)多種運行模式的切換和協(xié)調(diào)控制,可以最大程度避免微網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)的改變,實現(xiàn)微網(wǎng)運行最大的經(jīng)濟效益,增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可控性。
【關(guān)鍵詞】：交直流微網(wǎng)結(jié)構(gòu) 混成切換分層控制 預評價環(huán)節(jié) 能量管理 改進下垂控制
【學位授予單位】：長沙理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM46;TM727
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-27
• 1.1 課題的背景和意義11-12
• 1.2 分布式電源類型及其特點12-13
• 1.3 微網(wǎng)的概述13-18
• 1.3.1 微網(wǎng)的基本概念和運行特點13-15
• 1.3.2 微網(wǎng)類型及其特點15-18
• 1.4 交直流微網(wǎng)研究現(xiàn)狀18-22
• 1.4.1 交直流微網(wǎng)工程實踐18-20
• 1.4.2 微網(wǎng)中的微源模型與運行控制20-21
• 1.4.3 交直流微網(wǎng)研究現(xiàn)狀21-22
• 1.5 交直流微網(wǎng)的發(fā)展趨勢22-23
• 1.6 混成控制理論23-24
• 1.6.1 混成控制的提出23-24
• 1.6.2 混成控制理論的發(fā)展24
• 1.7 本論文主要研究內(nèi)容24-27
• 第二章 交直流微網(wǎng)功率接口及混成切換模型27-45
• 2.1 混成系統(tǒng)27-30
• 2.1.1 混成控制理論27-28
• 2.1.2 微網(wǎng)系統(tǒng)混成特性分析28-29
• 2.1.3 微網(wǎng)混成切換系統(tǒng)模型29-30
• 2.2 光伏接口變流器拓撲及混成切換模型30-34
• 2.2.1 光伏功率接口拓撲結(jié)構(gòu)及工作原理30-32
• 2.2.2 光伏功率接口變流器工作特性分析32-34
• 2.2.3 光伏功率接口混成切換建模34
• 2.3 風電功率變流器拓撲及其混成切換模型34-37
• 2.3.1 風電變流器整流環(huán)節(jié)拓撲結(jié)構(gòu)及工作原理34-36
• 2.3.2 風力發(fā)電機混成切換模型36-37
• 2.4 儲能單元接入功率變流器特性分析與混成切換建模37-40
• 2.4.1 蓄電池DC-DC變流器拓撲結(jié)構(gòu)38-39
• 2.4.2 蓄電池混成特性分析與混成切換建模39-40
• 2.5 DC/AC雙向功率變流器拓撲及混成切換模型40-43
• 2.5.1 DC/AC雙向功率變流器拓撲結(jié)構(gòu)40-42
• 2.5.2 DC/AC雙向功率變流器混成切換模型42-43
• 2.6 主微電網(wǎng)聯(lián)合運行混成特性分析43-44
• 2.7 本章小結(jié)44-45
• 第三章 交直流微網(wǎng)混成切換層次分析45-59
• 3.1 交直流微網(wǎng)中DG與負荷的分類整合45-48
• 3.1.1 直流型微源與直流型負荷45-46
• 3.1.2 交流型微源與交流型負荷46-47
• 3.1.3 交流型儲能系統(tǒng)與直流型儲能系統(tǒng)47-48
• 3.2 交直流微網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)48-51
• 3.2.1 “直流母線嵌入式”交直流混合微網(wǎng)48-49
• 3.2.2 “交流母線嵌入式”交直流混合微網(wǎng)49-50
• 3.2.3 多交流子母線多直流子母線混聯(lián)的交直流混合微網(wǎng)50-51
• 3.3 交直流微網(wǎng)中的事件51-54
• 3.3.1 微網(wǎng)中事件的定義51-53
• 3.3.2 微網(wǎng)中事件的切換53-54
• 3.4 面向交直流微網(wǎng)事件切換的分層分析54-58
• 3.4.1 交直流微網(wǎng)切換系統(tǒng)工作原理54-55
• 3.4.2 交直流微網(wǎng)切換系統(tǒng)的分層55-58
• 3.5 本章小結(jié)58-59
• 第四章 帶預評價與能量管理的交直流微網(wǎng)混成控制方法59-71
• 4.1 交直流混合微網(wǎng)控制規(guī)律59-63
• 4.1.1 直流微網(wǎng)事件分層驅(qū)動控制策略59-61
• 4.1.2 交/直流微網(wǎng)聯(lián)合運行與孤島事件驅(qū)動控制策略61-63
• 4.2 交直流微網(wǎng)混成控制中的能量管理策略63-65
• 4.2.1 交直流混合微網(wǎng)能量平衡規(guī)律63-64
• 4.2.2 基于直流母線電壓的能量管理策略64-65
• 4.3 帶預評價與能量管理的交直流微網(wǎng)混成控制器分層設(shè)計65-70
• 4.3.1 混成控制中的預評價環(huán)節(jié)65-67
• 4.3.2 帶預評價與能量管理的混成控制分層結(jié)構(gòu)設(shè)計67-69
• 4.3.3 微網(wǎng)混成切換控制設(shè)計要點69-70
• 4.4 本章小結(jié)70-71
• 第五章 交直流微網(wǎng)控制仿真與孤島混成切換分析71-76
• 5.1 交直流微網(wǎng)MATLAB仿真模塊的搭建71
• 5.2 聯(lián)網(wǎng)運行控制仿真結(jié)果與分析71-73
• 5.3 交直流微網(wǎng)孤島混成切換轉(zhuǎn)換分析73-75
• 5.4 本章小結(jié)75-76
• 總結(jié)與展望76-79
• 總結(jié)76-77
• 展望77-79
• 參考文獻79-86
• 致謝86-87
• 附錄A (攻讀學位期間發(fā)表論文與專利情況)87-88
• 附錄B (攻讀學位期間獲獎與項目情況)88

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10 歐陽，

本文編號：1015763