【摘要】：隨著人類對能源需求量的迅猛增長,可再生能源逐漸成為重要能量來源之一。作為分布式能源接入大電網(wǎng)的主要途徑,微電網(wǎng)的控制策略和穩(wěn)定性決定了新能源的利用率。相比交流微網(wǎng),直流微電網(wǎng)不需要考慮系統(tǒng)頻率、電壓相角及無功功率的影響因素,控制方式與結構設計更為簡單靈活�？刂撇呗缘恼_選擇更是維持微電網(wǎng)安全運行的基礎,也是實現(xiàn)直流母線電壓的穩(wěn)定與有功功率的有效分配的重要保障。本文基于下垂控制,分別對微源側與儲能系統(tǒng)側的出口變換器建模,并分析提出的改進下垂控制與混合儲能下垂控制結構對微電網(wǎng)穩(wěn)定運行的影響。由于儲能部分在直流微電網(wǎng)中具有穩(wěn)壓作用,所以其運行的穩(wěn)定性與安全性非常重要的。考慮到蓄電池充放電效率低且壽命短的劣勢,本文選擇超級電容與蓄電池構成的級聯(lián)儲能系統(tǒng)結構,蓄電池通過雙向變換器和超級電容向母線進行充放電,維持母線電壓恒定。文中詳細介紹了該混合儲能系統(tǒng)的控制結構及兩個雙向轉換器的下垂控制作用機理。直流微電網(wǎng)中傳統(tǒng)的下垂控制忽略了變換器出口處線路阻抗的影響,導致微電源輸出功率達不到精確分配,工作電壓較理想值差距較大。本文中首先深入分析產生這種問題的根本原因,并提出了基于混合補償?shù)母倪M下垂控制。這種控制方式利用電流精確的分配代替功率精分作為最終目標,以電流實際分配比例與目標比例的差值作為模糊控制的輸入量,輸出量為下垂系數(shù)的變化量,從而抵消線路阻抗量測誤差或不成比例對功率精分帶來的影響。同時,設計了對母線電壓有補償作用的中央電壓補償器,實現(xiàn)直流母線電壓的提升與穩(wěn)定。仿真結果表明,這種控制策略下不僅電流分配更精確,而且母線電壓能夠基本穩(wěn)定在理想值,實現(xiàn)了微電網(wǎng)的能量的高效利用及其穩(wěn)定運行�；谝陨戏治�,對整個直流微電網(wǎng)進行穩(wěn)定性分析。首先對混合儲能系統(tǒng)中兩個雙向變換器建立小信號數(shù)學模型,并推導獲得該系統(tǒng)的等效輸出阻抗的表達式;同樣的對微源端口變換器與負載側建立小信號模型并獲得等效輸出阻抗;最終建立直流微電網(wǎng)的并聯(lián)阻抗模型。在配置一定的控制參數(shù)及線路參數(shù)后,利用Bode圖與Nyquist判據(jù)分析微源側改進下垂控制中下垂控制系數(shù)的變化對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響及混合儲能的運行狀態(tài)轉變對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。綜上,本文提出了改進的直流微電網(wǎng)中下垂控制策略,實現(xiàn)了功率精確分配且提高母線穩(wěn)定運行電壓,并結合混合儲能系統(tǒng)協(xié)調控制,以增強直流微電網(wǎng)的運行可靠性。建立了含混合儲能與微源的直流微電網(wǎng)系統(tǒng)級的穩(wěn)定性分析模型,并分析了系統(tǒng)參數(shù)對穩(wěn)定性的影響,為直流微電網(wǎng)的穩(wěn)定性研究提供一種思路。
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM712

【參考文獻】

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本文編號：2709081