【摘要】：隨著光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能等新能源的發(fā)展和直流負(fù)載用電比例的劇增,直流微網(wǎng)技術(shù)蓬勃發(fā)展,研究進(jìn)程迅速推進(jìn)。對(duì)于風(fēng)力機(jī)組、光伏電池和儲(chǔ)能等分布式電源及直流負(fù)載的接入,直流微網(wǎng)沒有無功功率、頻率和功角穩(wěn)定性等問題,大大簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)。但大量分布式電源的接入增大了直流微網(wǎng)中電力電子器件的密度;各端變換器皆為靜止元件,無旋轉(zhuǎn)動(dòng)能和機(jī)械慣量,導(dǎo)致了直流微網(wǎng)系統(tǒng)慣性支撐較少的缺點(diǎn)。分布式發(fā)電輸出功率的不穩(wěn)定和負(fù)荷突變等也會(huì)引起直流電壓的劇烈波動(dòng),影響直流微網(wǎng)的電能質(zhì)量,危害直流微網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。針對(duì)直流微網(wǎng)小慣性的問題,深入研究了直流微網(wǎng)慣性控制策略,主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)介紹了直流微網(wǎng)典型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),分析了光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電和儲(chǔ)能裝置的基本工作原理,并建立其數(shù)學(xué)模型。搭建由光伏電池、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、儲(chǔ)能蓄電池、交直流負(fù)荷及相關(guān)電力電子變流器組成的直流微網(wǎng)系統(tǒng)模型,為研究直流微網(wǎng)慣性控制奠定了基礎(chǔ)。(2)提出線性變化和指數(shù)變化的虛擬慣性控制策略。由于直流微網(wǎng)低慣性的特點(diǎn),系統(tǒng)存在負(fù)荷變化時(shí)將引起直流母線電壓的波動(dòng),因此基于U-I下垂控制提出了線性變化和指數(shù)變化的虛擬慣性控制策略;目的在于減緩系統(tǒng)受到擾動(dòng)導(dǎo)致的電壓沖擊,延遲電壓振蕩;(3)提出分段可變慣性控制策略。不同電壓變化率下,系統(tǒng)在對(duì)慣性要求有一定差異,綜合線性和指數(shù)變化兩種慣性控制策略各自的特點(diǎn),提出分段慣性控制策略,該控制策略分段采用以上兩種模式提供慣性功率以延遲電壓振蕩;同時(shí)考慮電壓的具體變化與所需慣性的關(guān)系,提出分段可變慣性控制策略;對(duì)負(fù)荷增加后的穩(wěn)定電壓進(jìn)行預(yù)測(cè),以直流電壓變化趨勢(shì)作為增減慣性的依據(jù),暫時(shí)抑制直流電壓振蕩。(4)在MATLAB/Simulink軟件中搭建直流微網(wǎng)系統(tǒng),對(duì)所提控制策略進(jìn)行仿真驗(yàn)證;仿真結(jié)果表明,所提控制策略能夠在系統(tǒng)突然出現(xiàn)功率波動(dòng)時(shí),短時(shí)地增加直流系統(tǒng)慣性,延遲并暫時(shí)抑制直流電壓振蕩,有效地改善直流電壓受擾動(dòng)時(shí)的暫態(tài)響應(yīng),提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。
【圖文】：

流微網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)光伏和儲(chǔ)能的六端直流微網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖 2-1 所示，主要由風(fēng)電電系統(tǒng)、儲(chǔ)能蓄電池系統(tǒng)、直流負(fù)荷組成。圖中，Pwind、Pbat、Ppv、Pgrid別代表風(fēng)電機(jī)組發(fā)出功率、蓄電池充放電功率、光伏電池發(fā)電功率、直流負(fù)荷功率。

微網(wǎng)具有多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，，其中以輻射型和環(huán)形較為典型。如圖撲結(jié)構(gòu)中，各換流站通過直流線路連接至中心節(jié)點(diǎn)，任一線路站將無法傳輸功率，而中心節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障將導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)崩潰。各個(gè)換流站通過直流線路呈環(huán)形連接，某條線路發(fā)生故障，功率傳輸，因此環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的供電可靠性較高。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM712

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2699794