【摘要】：隨著全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,能源危機(jī)、環(huán)境污染等問(wèn)題愈加嚴(yán)重,以光伏為代表的新能源發(fā)電技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。由于受到光照強(qiáng)度和溫度的影響,光伏發(fā)電輸出的功率存在著一定的間歇性與波動(dòng)性等問(wèn)題,將會(huì)導(dǎo)致光儲(chǔ)型直流微網(wǎng)母線電壓的波動(dòng),情況嚴(yán)重時(shí)更可能會(huì)使整個(gè)微網(wǎng)系統(tǒng)崩潰。基于此,本文對(duì)光儲(chǔ)型直流微網(wǎng)在孤島模式下的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行了深入分析,研究了儲(chǔ)能系統(tǒng)的下垂控制策略,以平抑直流母線電壓波動(dòng)和充分利用光伏側(cè)能源為主要目的,重點(diǎn)對(duì)直流母線電壓的控制進(jìn)行了研究。具體來(lái)說(shuō),本文的研究?jī)?nèi)容如下:(1)分析了光儲(chǔ)型直流微網(wǎng)的整體結(jié)構(gòu),其中包括光伏發(fā)電模塊,蓄電池儲(chǔ)能模塊,負(fù)荷模塊以及網(wǎng)側(cè)變流器模塊。(2)研究了光伏電池的工作原理和數(shù)學(xué)模型,在不同工況下對(duì)其輸出特性進(jìn)行了分析,同時(shí)為實(shí)現(xiàn)最大限度利用太陽(yáng)能的目的,對(duì)最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)技術(shù)進(jìn)行了研究。此外,研究了蓄電池儲(chǔ)能模塊中鉛酸蓄電池的數(shù)學(xué)模型,并對(duì)其充放電特性進(jìn)行了分析。(3)對(duì)光儲(chǔ)型直流微網(wǎng)孤島模式下母線電壓的控制進(jìn)行了研究,提出了基于母線電壓信號(hào)(DC Bus Signaling,DBS)的分布式電源協(xié)調(diào)控制策略。在該控制策略下,光伏發(fā)電模塊運(yùn)行于MPPT模式,但當(dāng)母線電壓高于設(shè)定的上限值時(shí),為保證系統(tǒng)內(nèi)各負(fù)載的安全運(yùn)行,光伏發(fā)電模塊由MPPT模式轉(zhuǎn)變?yōu)橄麓购銐耗Ｊ健?4)針對(duì)蓄電池儲(chǔ)能模塊采用傳統(tǒng)下垂控制策略時(shí)所帶來(lái)的母線電壓降落問(wèn)題,文中提出了一種基于母線電壓補(bǔ)償?shù)母倪M(jìn)下垂控制策略。(5)建立了光儲(chǔ)型直流微網(wǎng)的小信號(hào)模型,利用并聯(lián)阻抗法對(duì)光儲(chǔ)型直流微網(wǎng)在穩(wěn)態(tài)平衡時(shí)的小信號(hào)穩(wěn)定性進(jìn)行了深入分析,并對(duì)光儲(chǔ)型直流微網(wǎng)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性影響進(jìn)行了理論分析,為光儲(chǔ)型直流微網(wǎng)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)提供了理論指導(dǎo)。最后,在MATLAB/Simulink環(huán)境下搭建了光儲(chǔ)型直流微網(wǎng)仿真模型,通過(guò)改變光伏側(cè)輸入與負(fù)荷大小對(duì)所提母線電壓控制策略進(jìn)行了仿真驗(yàn)證;在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了以DSP28335作為主控芯片的光儲(chǔ)型直流微網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并編寫(xiě)了相應(yīng)的系統(tǒng)控制程序。仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致,表明了所提控制策略的可行性與有效性。
【圖文】：

第一章 引 言第一章 引言1.1 課題研究背景與意義近些年來(lái)，隨著世界經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，能源作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心，其需求量與日俱增，這不僅造成了全球范圍內(nèi)的能源危機(jī)，還造成了環(huán)境污染等問(wèn)題。此外，由于煤炭、石油、天然氣等不可再生能源的過(guò)度開(kāi)發(fā)與消耗，造成了如溫室效應(yīng)、霧霾、水污染和全球變暖等不可逆的環(huán)境污染問(wèn)題。因此，解決能源短缺問(wèn)題亟不可待，大力發(fā)展和利用可再生能源是解決能源短缺問(wèn)題的一種有效途徑。目前，世界各國(guó)正致力于對(duì)各種可再生能源和分布式發(fā)電技術(shù)的研究。

圖 1-2 美國(guó)微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障造成突然停電時(shí)，靜態(tài)開(kāi)關(guān)主動(dòng)切斷微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的，使微電網(wǎng)切換到孤島運(yùn)行模式，由微電源來(lái)滿足系統(tǒng)內(nèi)部負(fù)荷的功率需求微電源所發(fā)出的功率無(wú)法滿足系統(tǒng)負(fù)荷所需的功率時(shí)，一般采取切除二類和負(fù)荷，保證一類負(fù)荷的可靠供電；當(dāng)故障排除后，微網(wǎng)內(nèi)部電壓的幅值、頻及相位滿足并網(wǎng)條件時(shí)，靜態(tài)開(kāi)關(guān)則會(huì)閉合，此時(shí)微電網(wǎng)進(jìn)入并網(wǎng)運(yùn)行模式統(tǒng)內(nèi)部負(fù)荷由微電網(wǎng)與大電網(wǎng)共同供電。、歐盟微電網(wǎng)研究歐盟各國(guó)也正努力對(duì)微電網(wǎng)技術(shù)展開(kāi)研究，在 2005 年，歐盟提出了“Smower Networks”計(jì)劃[8]，提出微電網(wǎng)具有靈活性，可靠性，可接入性以及經(jīng)用性等優(yōu)點(diǎn)。其微電網(wǎng)示范工程主要包括：德國(guó)的 Demote、MVV 微電網(wǎng)，，利的 CESI 微電網(wǎng)，荷蘭的 Continuon 微電網(wǎng)，西班牙的 Labein 微電網(wǎng)，丹 Bornholm 微電網(wǎng)，法國(guó)的 ARMINES 微電網(wǎng)等。目前，比較成熟的研究項(xiàng)：MICROGRIDS 和 MORE MICROGIDS 項(xiàng)目。典型的歐盟微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖如圖1-3所示。微電網(wǎng)系統(tǒng)控制采用分層控制方式
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM714.2

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本文編號(hào)：2677720