【摘要】：在社會(huì)用電需求高漲而非可再生能源不斷減少和環(huán)境惡化的大背景下，可再生能源的接入成為各國(guó)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題，而微電網(wǎng)不僅可以提高可再生能源利用水平，而且避免了傳統(tǒng)集中供電方式帶來(lái)的多個(gè)問(wèn)題。本文主要研究以分布式光伏發(fā)電為基礎(chǔ)的直流微電網(wǎng)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)高效利用新能源和保障負(fù)荷不間斷供電為目標(biāo)，設(shè)計(jì)負(fù)荷功率5kW的直流微電網(wǎng)系統(tǒng)，主要應(yīng)用于民用設(shè)施供電。 文中提出一種改進(jìn)的基于直流母線電壓的全自動(dòng)能量管理策略，旨在實(shí)現(xiàn)新能源的有效利用和系統(tǒng)穩(wěn)定工作。系統(tǒng)由兩組光伏陣列和光伏接口、一組蓄電池和儲(chǔ)能接口、一個(gè)并網(wǎng)接口和負(fù)載組成，一般情況下均并網(wǎng)運(yùn)行，如遇特殊情況或人為選擇也可以離網(wǎng)運(yùn)行。系統(tǒng)狀態(tài)及其切換完全取決于直流母線電壓，無(wú)需集中控制器，不需要通信，提高了系統(tǒng)可靠性并降低成本。同時(shí)系統(tǒng)配置更加靈活，維護(hù)也更加方便，可隨時(shí)摘除部分組件。 文中根據(jù)能量流動(dòng)設(shè)計(jì)出各模塊的功率，并給出系統(tǒng)的拓?fù)�，�?duì)各模塊能量流動(dòng)過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)分析，計(jì)算出主電路元件參數(shù)。分別給出了光伏、網(wǎng)側(cè)和儲(chǔ)能接口變換器的控制方法，光伏變換器包括MPPT和輸出恒壓兩種控制模式，網(wǎng)側(cè)和儲(chǔ)能接口變換器都采用電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制。對(duì)光伏接口、儲(chǔ)能接口和并網(wǎng)接口拓?fù)溥M(jìn)行建模，通過(guò)數(shù)學(xué)模型得到他們的傳遞函數(shù)，結(jié)合控制傳函繪制Bode圖和奈奎斯特曲線分析了各自的穩(wěn)定性。在此之后進(jìn)行了整體阻抗穩(wěn)定性分析。通過(guò)穩(wěn)定性分析，使得系統(tǒng)運(yùn)行更具理論依據(jù)，有效調(diào)和系統(tǒng)在各種極端條件下快速性和穩(wěn)定性之間的矛盾。 在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立了直流微網(wǎng)系統(tǒng)的物理仿真模型，力求精確仿真，對(duì)光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤、蓄電池充放電、并網(wǎng)接口控制、微電網(wǎng)各種工作模式之間切換進(jìn)行了仿真分析，仿真結(jié)果驗(yàn)證了控制及能量管理策略的正確性和有效性。
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 2 章 直流微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行分析與參數(shù)設(shè)言文所研究的小型直流微網(wǎng)系統(tǒng)，也常稱直流極微電網(wǎng)(DC-based N-1 所示，兩組光伏陣列通過(guò)光伏接口連接母線，一組蓄電池通過(guò)，本地負(fù)荷分為恒功率負(fù)載和電阻性負(fù)載，均安裝在直流母線并網(wǎng)接口與電網(wǎng)相連，通過(guò)能量的供需情況協(xié)調(diào)系統(tǒng)工作狀態(tài)系統(tǒng)沒(méi)有集中控制器控制，每個(gè)模塊有各自的控制芯片，不需通訊，一定條件下可以實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電裝置的即插即拔。

在可再生能源發(fā)電領(lǐng)域，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)仍有一些明足亟待彌補(bǔ)，但是也要看到我國(guó)取得的長(zhǎng)足進(jìn)步。特別是在光伏發(fā)電領(lǐng)域已經(jīng)完成了多個(gè)獨(dú)立光伏電站的建設(shè)工作，光伏并網(wǎng)示范項(xiàng)目也層出不窮多企業(yè)也展開(kāi)了小功率并網(wǎng)逆變器研究并投入生產(chǎn)，部分高校也成為光伏目的研究主力軍。不論產(chǎn)品性能能否達(dá)到很高的要求，成本能否降到足夠足可以大面積推廣的要求，這些進(jìn)步都為未來(lái)光伏發(fā)電大量應(yīng)用奠定基礎(chǔ)作為新興產(chǎn)業(yè)的光伏產(chǎn)業(yè)遭遇到許多問(wèn)題，諸如補(bǔ)貼機(jī)制不完善、輸送能、質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)有待提高，但因我國(guó)國(guó)土面積較廣，總體太陽(yáng)能資源非常豐之國(guó)家政策大力扶持，技術(shù)不斷革新，所以光伏發(fā)電從資源、政策、技術(shù)說(shuō)具備了走出危機(jī)、全面復(fù)蘇的條件，隨著化石燃料的逐步減少，同時(shí)其生能源應(yīng)用的也有各自的局限，光伏的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，將逐步由補(bǔ)充能源能源轉(zhuǎn)變。我國(guó)幅員遼闊，，各地氣候不一，光照在我國(guó)的分布并不均衡，光照大致情況如圖 2-2 所示，從資源儲(chǔ)量來(lái)看十分適合使用分布式發(fā)電，能夠讓光伏小水電產(chǎn)生互補(bǔ)，與風(fēng)電互補(bǔ)，同時(shí)對(duì)電網(wǎng)也起到削峰填谷的作用。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM73

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本文編號(hào)：2567301