【摘要】：21世紀(jì),資源慌和環(huán)境問題推動著越來越多的科學(xué)工作者去探索新興能源,許多工作者把目光投向了清潔可再生能源上,對太陽能、潮汐能、地?zé)崮艿拈_發(fā)與利用成了爭相研究的熱點(diǎn)~([1])。截止2018年底,中國新能源發(fā)電量約占總發(fā)電量的28%,但是環(huán)境條件是限制清潔能源大規(guī)模利用的最大瓶頸,由于陰天、下雨、下雪、大風(fēng)天氣以及晝夜交替現(xiàn)象,導(dǎo)致清潔能源從一誕生起就存在這先天不足。本文研究的獨(dú)立微網(wǎng)中蓄電池充放電控制策略是依托中國西南地區(qū)某國家示范工程,結(jié)合該地區(qū)特殊的地理環(huán)境,提出了以徑流式水輪機(jī)作為微電網(wǎng)主要供電微源,以柴油發(fā)電機(jī)作為快速供電儲備微源,以蓄電池作為快速協(xié)調(diào)微網(wǎng)暫態(tài)波動微源。蓄電池作為可持續(xù)利用的微源,通過控制蓄電池的瞬時出力,可以很好的解決微網(wǎng)電能質(zhì)量差的問題。本文的主要工作如下:首先介紹了微網(wǎng)整體結(jié)構(gòu),論述了微網(wǎng)的三種不同工況,分別對徑流式水輪機(jī)、柴油發(fā)電機(jī)和蓄電池進(jìn)行理論分析,建立數(shù)學(xué)模型和仿真模型,并利用simulink對建立的仿真模型進(jìn)行測試,使建立的仿真模型與實(shí)際設(shè)備外特性相吻合。其次介紹了微網(wǎng)的不同運(yùn)行控制模式,對比不同控制模式,從理論上分析了各種控制模式的優(yōu)缺點(diǎn),并建立數(shù)學(xué)模型以及搭建仿真模型。通過分析微網(wǎng)三種工況下的三種微源的出力情況,初步選擇了使用V/F控制策略,同時根據(jù)PQ和V/F聯(lián)合控制策略提出了改進(jìn)型PQ和V/F聯(lián)合控制策略,并對改進(jìn)型PQ和V/F聯(lián)合控制策略重點(diǎn)闡述了改進(jìn)原理。針對本課題特殊的供電方式,首次將PQ和V/F聯(lián)合控制策略應(yīng)用到此微網(wǎng)控制中。最后利用DIgSILENT和Matlab/simulink工具對建立的仿真模型進(jìn)行了分析,對比了V/F控制策略和改進(jìn)型PQ和V/F聯(lián)合控制策略,得出了如果暫態(tài)調(diào)節(jié)時間是主要限制目標(biāo)時,V/F控制策略暫態(tài)調(diào)節(jié)時間比改進(jìn)型PQ和V/F聯(lián)合控制策略減少了90%;如果暫態(tài)超調(diào)量是主要限制目標(biāo)時,PQ和V/F聯(lián)合控制策略暫態(tài)超調(diào)量比V/F控制策略減少了80%。本案例控制策略的選擇是根據(jù)該案例中特殊的供電模式和三種不同工況下負(fù)荷對微網(wǎng)波動影響大小,為了滿足微網(wǎng)供電穩(wěn)定和電能質(zhì)量高,采取了對比的方式,從兩個控制策略中選擇最優(yōu)的控制策略。
【圖文】：

2 獨(dú)立微網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)2 獨(dú)立微網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)本課題是依托西南某地區(qū)國家示范性工程而開展的研究，目的是旨根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，有效利用當(dāng)?shù)厍鍧嵞茉春涂稍偕茉�，解決因本地大電網(wǎng)無法覆蓋使本地居民用電不方便的問題。因當(dāng)?shù)厮Y源比較豐富，可以利用徑流式水輪機(jī)不間斷地提供電能，柴油發(fā)電機(jī)作為臨時微源，在需要時緊急解決供給側(cè)能量供應(yīng)不足問題，蓄電池作為快速反應(yīng)電源，通過控制策略穩(wěn)定微網(wǎng)電壓頻率，提高微網(wǎng)電能質(zhì)量。本章主要內(nèi)容是針對獨(dú)立微網(wǎng)仿真模型做理論基礎(chǔ)的研究和數(shù)學(xué)建模，，包括蓄電池模型、柴油發(fā)電機(jī)模型、徑流式水輪機(jī)模型。2.1 獨(dú)立微網(wǎng)整體結(jié)構(gòu)及工作原理

持微電網(wǎng)電壓頻率的穩(wěn)定，起到削峰填谷的作用；在負(fù)組不能夠單獨(dú)為負(fù)荷供電，此時柴油發(fā)電機(jī)可以補(bǔ)充水組通過整流逆變維持微網(wǎng)電能質(zhì)量。蓄電池系統(tǒng)還可動中臨時補(bǔ)充徑流式水輪機(jī)單獨(dú)發(fā)電不夠的能量，當(dāng)柴統(tǒng)維持微電網(wǎng)電壓頻率的穩(wěn)定，起到削峰填谷的作用系統(tǒng)、柴油發(fā)電機(jī)、水輪機(jī)一起為負(fù)載提供電能，此能還要維持微電網(wǎng)電壓頻率的穩(wěn)定，起到削峰填谷的作夠高效穩(wěn)定的工作。網(wǎng)系統(tǒng)包括柴油發(fā)電機(jī)、徑流式水輪機(jī)、蓄電池組、PC線。如圖 2-1 所示。機(jī)主供電荷比較輕，而且水輪機(jī)供電充足，蓄電池系統(tǒng)作為微電制器作為逆變器，維持微電網(wǎng)的穩(wěn)定。功率流向如下圖
【學(xué)位授予單位】：華北水利水電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM912;TP273

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 袁天清;武小梅;劉國祥;歐思源;孫健;;DIgSILENT與MATLAB接口的仿真建模[J];廣東電力;2014年03期

2 楊青;;并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)組臺數(shù)對功率分配差度的影響[J];船舶工程;2013年06期

3 魏守平;;水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的MATLAB仿真模型[J];水電自動化與大壩監(jiān)測;2009年04期

4 程華,徐政;分布式發(fā)電中的儲能技術(shù)[J];高壓電器;2003年03期

本文編號：2615734