【摘要】：隨著能源需求與環(huán)境問題的日趨緊迫,風(fēng)電、太陽能發(fā)電等可再生能源發(fā)電技術(shù)以及儲(chǔ)能技術(shù)越來越受到人們的重視。相較于交流配電網(wǎng),直流配電網(wǎng)在新能源接入方面更有優(yōu)勢。為了研究直流配電網(wǎng)的運(yùn)行特性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)等性質(zhì),直流配電網(wǎng)的仿真技術(shù)變得越來越重要。直流配電系統(tǒng)主要分為一次側(cè)電氣網(wǎng)絡(luò)和二次側(cè)控制網(wǎng)絡(luò)兩部分。由于電力電子裝置多,電力開關(guān)的控制邏輯復(fù)雜,二次側(cè)控制網(wǎng)絡(luò)仿真難度大。本文系統(tǒng)研究了直流配電網(wǎng)仿真問題,主要內(nèi)容如下： 首先,搭建了光伏電池、鋰電池、Voltage Source Converter (VSC)變流器、交直流負(fù)荷等元器件的電磁暫態(tài)仿真模型。對(duì)基礎(chǔ)元件的電磁暫態(tài)仿真建模方法進(jìn)行了研究,包括電氣元件和控制元件。在此基礎(chǔ)上在PSCAD中搭建了直流配網(wǎng)系統(tǒng)中常用的復(fù)雜元件光伏電池、鋰電池、VSC變流器、交直流負(fù)荷等模型,然后利用電磁暫態(tài)仿真算法,對(duì)各個(gè)元件進(jìn)行建模并用算例進(jìn)行了驗(yàn)證元件的正確性。 然后,為了提高仿真效率,提出了適用于控制系統(tǒng)仿真的延時(shí)解耦并行算法。直流配電網(wǎng)中,開關(guān)元件眾多,控制邏輯復(fù)雜,二次側(cè)控制網(wǎng)絡(luò)仿真難度大,速度慢。在控制網(wǎng)絡(luò)中,存在較多的時(shí)延環(huán)節(jié),當(dāng)仿真步長小于等于時(shí)延時(shí),時(shí)延環(huán)節(jié)兩端的網(wǎng)絡(luò)是解耦的。為了減小控制系統(tǒng)系數(shù)矩陣的維數(shù),提高整個(gè)仿真程序的并行效率,提出了控制網(wǎng)絡(luò)的延時(shí)解耦并行仿真算法,利用時(shí)延環(huán)節(jié)將控制網(wǎng)絡(luò)解耦,實(shí)現(xiàn)分網(wǎng)并行算法�；谏鲜隼碚撗芯砍晒�,開發(fā)了直流配電網(wǎng)電磁暫態(tài)仿真程序,應(yīng)用了適用于電氣網(wǎng)絡(luò)的MATE并行算法,以及適用于控制網(wǎng)絡(luò)時(shí)延解耦并行算法,對(duì)仿真程序進(jìn)行了并行化,有效提高了整體的仿真速度和仿真程序的并行度。進(jìn)一步,對(duì)仿真程序的正確性、高效性等方面進(jìn)行了測試。 本文的研究發(fā)展了電磁暫態(tài)并行計(jì)算的理論和方法,搭建了直流配電網(wǎng)絡(luò)元件的模型,構(gòu)建了適用于直流配電網(wǎng)系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真平臺(tái),為直流配電網(wǎng)的理論、方法和技術(shù)的發(fā)展提供了關(guān)鍵的研究和實(shí)驗(yàn)手段,所獲成果具有重要的理論和實(shí)用價(jià)值。
【圖文】：

真程序效率分析驗(yàn)時(shí)延解耦并行仿真算法能否對(duì)程序的效率有提高作用，采用了三種對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真。以下3個(gè)方案都采用10個(gè)計(jì)算機(jī)核心進(jìn)行仿真。不采用并行算法，使用串行程序進(jìn)行仿真；電氣網(wǎng)絡(luò)仿真采用傳統(tǒng)的MATE算法，每一個(gè)模塊作為一個(gè)子分區(qū)，共網(wǎng)絡(luò)子分區(qū)，所有模塊的控制網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)大的分區(qū)進(jìn)行串行計(jì)算；:采用延時(shí)解耦并行仿真算法，每一個(gè)模塊作為一個(gè)子分區(qū)，共分為10分區(qū)，以及10個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)子分區(qū)；為了最大效率地提高并行度；:采用延時(shí)解耦并行仿真算法，，并對(duì)VSC整流器模塊進(jìn)行解耦拆分，拆SPWM兩個(gè)子分區(qū)。這樣共分為10個(gè)小的電氣網(wǎng)絡(luò)子分區(qū)，以及13個(gè)括3個(gè)VSC線性部分和3個(gè)SPWM子分區(qū)，相應(yīng)的采用13個(gè)核心進(jìn)行仿真時(shí)長為Is時(shí)，各個(gè)方案的仿真時(shí)間。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM721.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2551414