【摘要】：隨著國際對碳能源環(huán)境污染的焦慮日漸提升,分布式發(fā)電技術(shù)成為了國內(nèi)外的熱點(diǎn)研究問題。相比于傳統(tǒng)電力系統(tǒng),分布式發(fā)電技術(shù)具有效率高、能量多樣性、環(huán)保等潛在優(yōu)勢,但其仍存在一些困境問題。比如由于風(fēng)能和光伏的波動性,其輸出的功率波動大,很難獨(dú)自進(jìn)行頻率和電壓支撐以及保證供電質(zhì)量。為了解決這些問題,近幾年來微電網(wǎng)技術(shù)得到了蓬勃發(fā)展。本文主要研究的是微電網(wǎng)的新型自適應(yīng)下垂控制策略。傳統(tǒng)的下垂控制策略主要有通過電壓和頻率計(jì)算功率信號的電流型下垂控制策略和通過輸出功率計(jì)算系統(tǒng)電壓和頻率的電壓源型下垂控制策略。考慮到傳統(tǒng)的電壓源型下垂控制策略一次調(diào)節(jié)過程中的頻率和電壓的有差性,本文通過采集分布式發(fā)電單元變流器交流出口處的電壓信號和電流信號,計(jì)算出此時(shí)單元輸出的功率值,再經(jīng)過延遲環(huán)節(jié),讓此刻的功率值與前一個(gè)采樣周期的功率做差值,將得到的功率差值反饋到系統(tǒng)的下垂系數(shù)上。在不增加通訊裝置的條件下,通過下垂系數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整,完成了系統(tǒng)電壓和頻率的二次調(diào)節(jié)過程,提高了系統(tǒng)電壓和頻率的穩(wěn)定度,降低了傳統(tǒng)下垂控制一次調(diào)節(jié)的有差性。除此之外,本文研究了微電網(wǎng)的分層控制策略及分布式發(fā)電儲能配置方案等問題,并在此基礎(chǔ)上建立了三個(gè)仿真模型,從而對新型自適應(yīng)下垂控制策略進(jìn)行驗(yàn)證分析。考慮到微電網(wǎng)的組成部分除了包含風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等分布式發(fā)電單元之外,為了保證供電質(zhì)量,必要的時(shí)候需配置一定量的儲能裝置。在微電網(wǎng)的分層控制策略中,其底層的控制策略多采用恒功率控制策略和電壓源型下垂控制策略。在微電網(wǎng)的集中式儲能配置方案和分布式儲能配置的方案中,涉及到了多儲能單元并列運(yùn)行及風(fēng)-儲發(fā)電系統(tǒng)、光-儲發(fā)電系統(tǒng)并列運(yùn)行的情況。本文首先建立了基礎(chǔ)的直流式儲能分布式發(fā)電單元的仿真模型,讓其工作在獨(dú)立供電的情況下,采用新型自適應(yīng)下垂控制策略對負(fù)載進(jìn)行供電。其次,根據(jù)前一個(gè)仿真模型的分析結(jié)果,對新型自適應(yīng)下垂控制策略做了改進(jìn)處理,建立兩臺儲能系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行的模型,驗(yàn)證了新型自適應(yīng)下垂控制策略的有效性,其能夠更好的維持微電網(wǎng)的頻率和電壓的穩(wěn)定。最后,建立了風(fēng)-儲孤島發(fā)電系統(tǒng)模型,驗(yàn)證了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)在同時(shí)采用新型自適應(yīng)下垂控制策略的情況下,能夠很好的進(jìn)行協(xié)調(diào)控制,各自維持系統(tǒng)內(nèi)電壓和頻率的穩(wěn)定,通過下垂曲線的調(diào)整,更有效的利用風(fēng)能為負(fù)載供電。同時(shí),建立了平移改進(jìn)型平移下垂控制風(fēng)-儲模型,做了對比實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步驗(yàn)證了新型自適應(yīng)下垂控制策略的有效性。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM727
【圖文】：

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文逡逑制策略。根據(jù)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中的同步發(fā)電機(jī)特性，系統(tǒng)的有功功率和系統(tǒng)的頻率逡逑成正比，而系統(tǒng)的無功功率平衡時(shí)與公共母線電壓成正比［３８］。故而，通過對分逡逑布式發(fā)電單元的電力電子變換設(shè)備進(jìn)行控制，使得電力電子變換裝置的輸出特性逡逑模擬成傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)的一次調(diào)頻狀態(tài)。逡逑＇逡逑

邐！邐：逡逑圖１．１電壓源型下垂控制框圖逡逑Ｐ＊邐Ｑ＊逡逑＾邐——Ｉ邐Ｉ邐ＰＣＣ逡逑＿？�。撸撸蔬姡体濉义希鳎邢麓箍刂撇呗赃婋娏髟催姡义希者姡眨严麓箍刂撇呗赃姡彦濉隹刂七姡咤澹苠澹义蠄D１．２電流源型下垂控制框圖逡逑傳統(tǒng)的下垂控制策略主要分為兩種，一種是使分布式單元工作在電壓源模式逡逑下的控制策略，使電力電子變換接口呈現(xiàn)出電壓源模式的下垂控制策略，從電網(wǎng)逡逑采集有功和無功信息，通過計(jì)算推導(dǎo)出系統(tǒng)此時(shí)的電壓、頻率變化，進(jìn)而生成控逡逑制信號調(diào)節(jié)變流器的輸出［３９］，如圖１．１所示；另一種是使分布式單元工作在電流逡逑源模式下的控制策略，使電力電子變換接口呈現(xiàn)出電流源模式的下垂控制策略，逡逑從網(wǎng)側(cè)采集電壓和頻率信息，然后按照給定的功率控制信號控制變流器的輸出，逡逑如圖１．２所示。前者在控制器中給定的是電壓和頻率值，后者的控制器中的功率逡逑參考值是由外部輸入給定的。逡逑除此之外

是鉛酸蓄電池居多，隨著技術(shù)的不斷突破及成本的降低，鋰離子電池等相對環(huán)保逡逑的電池會得到更多的應(yīng)用。逡逑１．３．３徽電網(wǎng)儲能系統(tǒng)控制策略研究現(xiàn)狀逡逑微電網(wǎng)儲能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配置控制策略和微電網(wǎng)分布式單元的結(jié)構(gòu)配置控制逡逑策略發(fā)展類似，根據(jù)儲能在微網(wǎng)中的配置容量及結(jié)構(gòu)的不同衍生出了集中式控制逡逑策略、對等式控制策略和分層控制策略。通常，儲能系統(tǒng)在微電網(wǎng)系統(tǒng)中的配置逡逑方案有集中式配置和分布式配置。集中式配置方案，多將儲能容量集中配置在微逡逑電網(wǎng)的公共母線上，如圖１．３所示，為光伏電場和風(fēng)電場、儲能電站組成的微電逡逑網(wǎng)系統(tǒng)，該種配置方案成本低，但容易造成容量冗余浪費(fèi)。分布式配置方案是將逡逑儲能系統(tǒng)分別配置給每個(gè)分布式發(fā)電單元，成本較高，控制效果更好。圖１．４，逡逑為光伏發(fā)電單元和風(fēng)力發(fā)電單元以及儲能單元組成的風(fēng)－光－儲微電網(wǎng)系統(tǒng)，儲能逡逑系統(tǒng)單獨(dú)為風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光伏發(fā)電單元服務(wù)，而不是像集中式配置方案那樣在大逡逑型場的公共交流母線端對系統(tǒng)的整體電能質(zhì)量進(jìn)行集中調(diào)整。逡逑

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