【摘要】：隨著傳統(tǒng)能源開發(fā)與需求之間矛盾的日益突出以及環(huán)境保護帶來的壓力,可再生能源的研究和應用越來越受到關(guān)注。分布式新能源發(fā)電普遍存在波動性、隨機性和不確定性對配電系統(tǒng)提出了新的要求;同時隨著能源消費結(jié)構(gòu)的變革,基于“源-網(wǎng)-荷-儲”的配電網(wǎng)絡成為未來電網(wǎng)的發(fā)展方向之一,電能多向流動、電網(wǎng)智能化控制是配電網(wǎng)的發(fā)展要求。傳統(tǒng)交流配電網(wǎng)越來越無法滿足多樣化的配電需求,本文針對這一發(fā)展趨勢將交直流同線電能傳輸技術(shù)應用到配電網(wǎng)進而微電網(wǎng)架構(gòu)中,并對其關(guān)鍵問題展開分析研究�；诮恢绷魍�電能傳輸技術(shù)的研究和配電系統(tǒng)發(fā)展要求,本文利用該技術(shù)對傳統(tǒng)交流配電網(wǎng)絡進行改造升級,并對提出的交直流同線配電網(wǎng)原理結(jié)構(gòu)合理性及優(yōu)勢進行了分析,總結(jié)比較了目前可用于實現(xiàn)交直流同線配電的多種方案選.擇,本文基于關(guān)鍵設(shè)備對三種方案的原理結(jié)構(gòu)和性能進行了比較分析,Z型變壓器可以有效避免直流注入引起的變壓器鐵芯飽,同時保證良好的電氣隔離。分析了交直流功率同線傳輸所需要滿足的電氣約束條件及直流功率疊加對電網(wǎng)配電性能提升的影響。針對分布式并網(wǎng)將微電網(wǎng)技術(shù)引入交直流同線配電,提出交直流同線混合微電網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu),并對微電網(wǎng)基本原理和運行模式進行分析,提出在不同運行模式下微電網(wǎng)的基本運行原理和相應的控制目標。對分布式發(fā)電并網(wǎng)控制進行分析,提出基于蓄電池和超級電容的混合儲能系統(tǒng)及控制策略,用于實現(xiàn)微電網(wǎng)內(nèi)部功率平衡控制,平抑直流母線電壓波動。利用MATLAB/Simulink仿真驗證了混合儲能系統(tǒng)的合理性與有效性。結(jié)合電力電子技術(shù)提出適用于交直流同線混合微電網(wǎng)的電能路由器模塊化多接口結(jié)構(gòu),保證交直流同線混合微電網(wǎng)的一般擴展性,實現(xiàn)對微電網(wǎng)的電能路由控制。針對交直流同線混合微電網(wǎng)對電能路由器結(jié)構(gòu)和性能的要求提出基于三相H橋AC-DC變換電路和雙有源DC-DC變換器的電能路由器主電路結(jié)構(gòu),并針對各電力電子裝置提出相應的控制策略,實現(xiàn)對微電網(wǎng)的可靠運行控制。在MATLAB/Simulink仿真軟件中搭建了交直流同線混合微電網(wǎng)及其電能路由器模型,通過仿真驗證了電能路由器對微電網(wǎng)路由控制的合理性和有效性。
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM727
【圖文】：

１．４．１電能路由器架構(gòu)逡逑一般的，電能路由器由功率變換單元、控制單元和通信單元構(gòu)成，基本架構(gòu)逡逑如圖１．６所示［５２］。功率變換模塊由多級電力電子變換器組成，主要承擔對功率流逡逑的變換、分配、隔離功能，并實現(xiàn)分布式電源與負荷的即插即用；控制模塊以功逡逑率變換模塊與通信模塊反饋信息為基礎(chǔ)對電能路由器節(jié)點內(nèi)的電能質(zhì)量進行控逡逑制，實現(xiàn)微電網(wǎng)內(nèi)部功率平衡；通信模塊負責微電網(wǎng)內(nèi)信息收集與信息通信，并逡逑與外部系統(tǒng)進行信息交互，保證更大范圍的系統(tǒng)穩(wěn)定運行。逡逑１０逡逑

逑ｕ}逡逑圖２．９交直流同線饋線單相示童圖逡逑由交直流同線配電功率的分析可知，當具有相同的線路電壓峰值與溫升電流逡逑時，交直流同線配電線路具有較高的傳輸功率，為分析充分利用線路傳輸能力條逡逑件下的線路傳輸性能，本文在兩系統(tǒng)傳輸有功功率相同和線路絕緣水平相同的條逡逑件下分析交直流同線配電線路有功損耗。逡逑設(shè)兩系統(tǒng)傳輸?shù)挠泄β蕿椋�，Ｔａｃ為交流線電流，交流配電線路的有功損逡逑耗Ａ／＾計算如下逡逑ＡＰ＝３Ｉ２Ｒ邋＝邋３（－ｆ＾——１邋Ｒ＝（２－１８）逡逑ＡＣ邐＾ｖ３Ｃ／ａｃｃｏｓ＾）邋Ｊ邋Ｕ２ａｃ邋ｃｏｓ２邋ｑ＞逡逑交直流同線配電系統(tǒng)中，設(shè)直流功率則交直流同線配電線路的有逡逑功損耗Ａ？ｔ計算如下逡逑Ｋ及邐（１背＿＿逡逑（２－２０）逡逑＼ｌ－ｙｆ６ｋ＋－ｋ２］ｕ２ＡＣｃｏｓ２ｇ）逡逑Ｖ邋２邋）逡逑Ａ＾＝ＡＰａｃ邋＋邋Ａ／＞ｄ0邐（２－２１）逡逑ｐＫＸｇ—邋（１－／？）２—邐（２．２２）逡逑＾邐３ｋ２Ｒ邋ｌ－＾ｊ６ｋ＋－ｋ２逡逑２逡逑設(shè)兩系統(tǒng)有功損耗的比例系數(shù)為ＦＡＡ／ＡＰＳ，配電系統(tǒng)中交流功率因數(shù)�。埃�，逡逑線路采用具有代表性的ＹＪＶ－２４０電纜線路，線路參數(shù)如表２．１所

逡逑圖２．１０為式（２－２３）的等值線圖表示，由圖可知通過調(diào)節(jié)ｍ，々的值，即調(diào)逡逑節(jié)直流電壓與直流功率疊加比例可有效減低交直流同線配電線路的有功功率損逡逑耗。逡逑表２．１邋ＹＪＶ－２４０電澳線路＾逡逑交流電阻（Ｑ．ｋｍ＿１）邐電抗（Ｄ．ｋｍ＿１）邐直流電阻（Ｑ．ｋｍ＿Ｉ）逡逑０．０９８５邐０．０８８１邐０．０７５４逡逑將參數(shù)代入式（２－１１）比例系數(shù)ｓ計算為逡逑５邋＝邋Ａ＾＝ａ２Ｗ＋邋（ｌ－ｍ）２邐（２－２３）逡逑＾邐ｋ２邋ｒ，逡逑ｌ邋２邋Ｊ逡逑：：［ｔＥ逡逑０．４邋ｓ｜逡逑0．３逡逑0２邋．，－邐邐邐ｉ逡逑＇０．４邐０．５邐０．６邐０．７邐０．８邐０．９邐１．０逡逑直流功率疊加比傾《逡逑圖２．１０有功損耗等比圖逡逑２．４．３線路電壓降落逡逑本文在兩系統(tǒng)傳輸有功功率相同和線路絕緣水平相同的條件下分析交直流逡逑同線配電線路的電壓降落。由于配電線路兩端相位角相差較小，所以相電壓降落逡逑主要考慮縱分量。逡逑設(shè)交流配電網(wǎng)傳輸無功功率為０，電壓降落Ａｔ／ＡＣ為逡逑＾Ｕｋｃ＝ｐＲ＾ＱＸ邋＾Ｒ＾ｃｐ＋ｘ＾ｃｐ）邐（２邋２４）逡逑ｖ３Ｃ／ａｃ邋ｖ３ｔ／ＡＣｃｏｓ＾？逡逑交直流同線配電線路電壓降落Ａ［／ｔ為

【參考文獻】

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本文編號：2761536