【摘要】：微電網(wǎng)具有先進(jìn)靈活的運(yùn)行控制方式,并且整合了高比重的分布式清潔能源,是未來智能電網(wǎng)中配電網(wǎng)的重要組成部分。與傳統(tǒng)配電網(wǎng)相比,微電網(wǎng)中大量的分布式電源不僅會(huì)改變潮流的方向,而且風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電等新能源的隨機(jī)性也會(huì)給微電網(wǎng)運(yùn)行帶來深刻的影響。在多種分布式電源接入條件下,采用先進(jìn)可靠的運(yùn)行控制方法實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行是一項(xiàng)十分重要而又面臨很多亟待解決問題的研究課題。本文緊緊圍繞這一中心課題,從微電網(wǎng)中各種分布式電源的接入控制入手,對(duì)微電網(wǎng)的運(yùn)行控制策略、運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換以及電能質(zhì)量管理進(jìn)行了深入的研究。 首先,分析微電網(wǎng)運(yùn)行控制的基本理論,研究微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)組成、分布式電源接口逆變器的控制方法以及微電網(wǎng)的基本控制策略。在此基礎(chǔ)上,對(duì)微電網(wǎng)中多種分布式電源的接入和控制方法進(jìn)行研究。建立微型燃?xì)廨啓C(jī)和燃料電池發(fā)電的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型,并設(shè)計(jì)相應(yīng)的電力電子設(shè)備接口將其穩(wěn)定地接入微電網(wǎng)。仿真分析微型燃?xì)廨啓C(jī)和燃料電池發(fā)電對(duì)變化負(fù)荷的跟蹤能力,并針對(duì)微電網(wǎng)并網(wǎng)及孤島的不同運(yùn)行方式給出相應(yīng)的分布式電源接口逆變器控制方法,滿足不同情況下的負(fù)荷需求。此外,本文還研究了永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電等多種分布式電源接入微電網(wǎng)的控制方法,為微電網(wǎng)中多種分布式電源在不同自然條件下的靈活組合奠定基礎(chǔ)。 雙饋感應(yīng)風(fēng)力機(jī)組(DFIG)是目前風(fēng)力發(fā)電的主流機(jī)型。為了滿足DFIG的分布式應(yīng)用發(fā)展需求,本文針對(duì)微電網(wǎng)的并網(wǎng)及孤島運(yùn)行方式分別提出相應(yīng)的DFIG控制方法。微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)DFIG捕獲最大風(fēng)能,并在此基礎(chǔ)上針對(duì)微電網(wǎng)線路中電阻參數(shù)較大的情況,采用靈敏度分析方法調(diào)整DFIG輸出的無功功率以抵消有功功率變化引起的電壓波動(dòng)；微電網(wǎng)孤島運(yùn)行時(shí),DFIG通過槳距角控制和儲(chǔ)能裝置的配合,以輸出電壓頻率和幅值可控的方式運(yùn)行,并且模仿下垂特性直接與微電網(wǎng)中其他采取下垂控制的逆變型分布式電源配合。仿真分析結(jié)果表明本文提出的DFIG控制方法能夠調(diào)節(jié)微電網(wǎng)的有功功率平衡并維持系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定,在并網(wǎng)及孤島運(yùn)行方式下都能夠保持微電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行。 在實(shí)現(xiàn)多種分布式電源穩(wěn)定接入微電網(wǎng)的基礎(chǔ)上,研究微電網(wǎng)的運(yùn)行控制策略和運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換。針對(duì)主從結(jié)構(gòu)、對(duì)等結(jié)構(gòu)和分層結(jié)構(gòu)的微電網(wǎng)分別提出了相應(yīng)的運(yùn)行控制策略。在分層結(jié)構(gòu)微電網(wǎng)中,選擇主調(diào)頻電源對(duì)孤島運(yùn)行微電網(wǎng)的頻率進(jìn)行二次調(diào)節(jié),為微電網(wǎng)重新并網(wǎng)創(chuàng)造條件,同時(shí)提高電能質(zhì)量,避免穩(wěn)定的頻率偏差對(duì)儲(chǔ)能裝置和用戶的影響。微電網(wǎng)由并網(wǎng)向孤島運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換需要連續(xù)進(jìn)行孤島檢測(cè),一旦發(fā)現(xiàn)微電網(wǎng)實(shí)際進(jìn)入孤島運(yùn)行狀態(tài),立即調(diào)整分布式電源的控制方法,以維持穩(wěn)定的孤島運(yùn)行。針對(duì)微電網(wǎng)由孤島向并網(wǎng)運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換,考慮兩種不同的情況：對(duì)于規(guī)模較小的主從結(jié)構(gòu)的微電網(wǎng),提出一種有效的微電網(wǎng)運(yùn)行方式自動(dòng)轉(zhuǎn)換方法。該方法通過連續(xù)檢測(cè)大電網(wǎng)側(cè)和微電網(wǎng)側(cè)電壓的幅值和相角,判斷微電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài),并且結(jié)合正序電壓提取、鎖相環(huán)和低通濾波等環(huán)節(jié)監(jiān)控微電網(wǎng)的運(yùn)行,在滿足并網(wǎng)條件時(shí)實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)由孤島向并網(wǎng)運(yùn)行方式的平穩(wěn)過渡。對(duì)于規(guī)模較大的分層結(jié)構(gòu)的微電網(wǎng),通過連續(xù)檢測(cè)微電網(wǎng)側(cè)和大電網(wǎng)側(cè)的頻率以及電壓幅值和相角,判斷微電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài),并采用電壓靈敏度分析方法調(diào)節(jié)微電網(wǎng)并網(wǎng)接口處電壓使其滿足并網(wǎng)條件,實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)孤島向并網(wǎng)運(yùn)行方式的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換。 作為智能電網(wǎng)的重要組成部分,微電網(wǎng)的一個(gè)重要的目標(biāo)是向用戶提供優(yōu)質(zhì)的電能。本文最后研究微電網(wǎng)的電能質(zhì)量,利用微電網(wǎng)中具有一定調(diào)節(jié)能力的分布式電源對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行管理。首先分析微電網(wǎng)中諧波源不在分布式電源接入點(diǎn)情況下進(jìn)行諧波補(bǔ)償時(shí)補(bǔ)償效果的影響因素,并在此基礎(chǔ)上提出一種微電網(wǎng)中基于逆變型分布式電源控制的重要節(jié)點(diǎn)電能質(zhì)量管理方法。該方法選擇逆變電源附近重要程度最高的節(jié)點(diǎn)并以其為目標(biāo)管理微電網(wǎng)的電能質(zhì)量,提取逆變器連接支路電流和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)電壓中的諧波和不平衡分量,通過搜索的方法確定各個(gè)分量的最優(yōu)補(bǔ)償系數(shù),并形成最終的補(bǔ)償電流。該方法能夠充分利用微電網(wǎng)中現(xiàn)有設(shè)備提高整體的電能質(zhì)量,而且本文提出的方法還能夠根據(jù)用戶實(shí)際需要靈活的選擇補(bǔ)償目標(biāo)節(jié)點(diǎn)和補(bǔ)償水平,對(duì)提高微電網(wǎng)的管理水平,向用戶提供可選擇的優(yōu)質(zhì)電能具有重要的實(shí)際意義。
【圖文】：

對(duì)D-PMSG風(fēng)力機(jī)組進(jìn)行仿真分析，，仿真實(shí)驗(yàn)參數(shù)見附錄A.5，初始時(shí)刻采用12.5m/s恒定風(fēng)速，在1.5s風(fēng)速突變?yōu)?4m/s，仿真結(jié)果如圖2-15所示。0S0 ■永磁同步發(fā)電機(jī)輸出三相電壓 丨■詳妥器?輸出”"" —I 暴丨fc?!丨、A::、^ vwwW 7'VAiwI-D.8D -I ^ ^^ ^ ‘ ‘—“——：一抄⑷ rS 1475 i.sbs rSi iSo 1.575 i.6ckja)永磁同步發(fā)電機(jī)和逆變器的輸出電壓波形a) Output voltage waveform of PMSG and inverter 函 .: ["ggiiags""； 50 —~— "丨…丨“ 4D - #■-扣 - 底20 - — ： ———— 110-1.....i ‘ 2JJC ■風(fēng)！

本文編號(hào)：2557198