發(fā)布時(shí)間：2020-08-21 19:38

【摘要】：微電網(wǎng)是解決大電網(wǎng)中分布式電源大規(guī)模接入問(wèn)題的有效途徑,不僅充分發(fā)揮了分布式電源的優(yōu)勢(shì),還對(duì)配電網(wǎng)起到支撐作用,增強(qiáng)了供電可靠性并提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,其應(yīng)用潛力巨大。交直流混合微電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了直流供電與交流供電的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),是微電網(wǎng)未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。但是目前針對(duì)微電網(wǎng)的建模大多集中在直流微電網(wǎng)或交流微電網(wǎng),且單一的建模方法無(wú)法很好地適用于交直流混合微電網(wǎng)的建模。為了深入了解交直流混合微電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)特性,就必須尋求簡(jiǎn)單有效的方法建立其整體模型。除此之外,穩(wěn)定性分析也是微電網(wǎng)研究的重要內(nèi)容,但大多僅僅涉及小干擾穩(wěn)定性分析,針對(duì)微電網(wǎng)暫態(tài)過(guò)程的穩(wěn)定性分析的研究則尚不成熟。全面地對(duì)交直流混合微電網(wǎng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析,對(duì)于保障其安全穩(wěn)定運(yùn)行也具有十分重要的意義。本文以交直流混合微電網(wǎng)為研究對(duì)象,分別從建立數(shù)學(xué)模型、完善穩(wěn)定性分析方法兩個(gè)方面對(duì)其做了系統(tǒng)的研究,主要工作如下:首先介紹了課題的研究背景與意義,對(duì)微電網(wǎng)建模和穩(wěn)定性分析的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)。結(jié)合交直流混合微電網(wǎng)同時(shí)包含直流量和正弦交流量的特點(diǎn),對(duì)狀態(tài)空間平均法和動(dòng)態(tài)相量法作了詳細(xì)介紹,明確了它們?cè)谥绷鳌⒔涣鞑糠纸５膬?yōu)勢(shì)。其次對(duì)交直流混合微電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)做等效簡(jiǎn)化,將其分為三個(gè)部分:直流微源與直流負(fù)載、交流微源與交流負(fù)載以及互聯(lián)變換器。針對(duì)這三部分的不同特點(diǎn),在直流部分采用狀態(tài)空間平均法,在交流部分采用動(dòng)態(tài)相量法,并對(duì)互聯(lián)變換器作數(shù)學(xué)等效,建立了基于混合建模方法的交直流混合微電網(wǎng)整體模型。該混合建模方法充分考慮了交直流混合微電網(wǎng)三部分各自的特點(diǎn),應(yīng)用合適的建模方法,大大簡(jiǎn)化了其建模過(guò)程,在保證精度的前提下減小計(jì)算量。再次明確了交直流混合微電網(wǎng)靜態(tài)穩(wěn)定性的概念,在其整體模型的基礎(chǔ)上作線性化處理,推導(dǎo)出系統(tǒng)的小信號(hào)模型。然后應(yīng)用特征值分析法的基本理論,對(duì)交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng)作靜態(tài)穩(wěn)定性分析,并仿真加以驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明,系統(tǒng)控制參數(shù)是影響交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的重要因素。然后闡述了交直流混合微電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析的重要意義,并對(duì)交直流混合微電網(wǎng)暫態(tài)過(guò)程的特性進(jìn)行分析。針對(duì)李雅普諾夫直接法的局限和不足,提出了三種基于交直流混合微電網(wǎng)整體模型的數(shù)值分析法,仿真結(jié)果證明了數(shù)值分析法的正確性。在實(shí)際系統(tǒng)中,可以根據(jù)對(duì)計(jì)算精度和計(jì)算速度的具體要求選擇合適的數(shù)值分析法,靈活而高效。最后簡(jiǎn)要介紹了半實(shí)物仿真和RT-LAB實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的工作原理,針對(duì)交直流混合微電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行、靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定三種狀態(tài)分別進(jìn)行實(shí)時(shí)半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn),并與穩(wěn)定性分析結(jié)論和仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析,驗(yàn)證了交直流混合微電網(wǎng)的混合建模方法及其穩(wěn)定性分析的正確性。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM727
【圖文】：

到新的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行點(diǎn)的能力，也稱為大擾動(dòng)穩(wěn)定性，大擾動(dòng)通常包括運(yùn)行模式切換、逡逑系統(tǒng)內(nèi)部故障、負(fù)荷脫落等［４１４５］。逡逑圖１－３所示為微電網(wǎng)穩(wěn)定性的分類示意圖。孤島型微電網(wǎng)的穩(wěn)定性指標(biāo)一般逡逑可以歸納為電壓穩(wěn)定性和頻率穩(wěn)定性，而并網(wǎng)型微電網(wǎng)由大電網(wǎng)提供頻率支撐，逡逑因此其穩(wěn)定性指標(biāo)一般是指電壓穩(wěn)定性。微電網(wǎng)所受擾動(dòng)的大小不同，其導(dǎo)致的逡逑微電網(wǎng)過(guò)渡階段的時(shí)間尺度也不同，一般來(lái)說(shuō)，小擾動(dòng)后的過(guò)渡階段比大擾動(dòng)后逡逑的過(guò)渡階段時(shí)間短。受益于與大電網(wǎng)相連，并網(wǎng)型微電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性較高，其逡逑受到擾動(dòng)后的過(guò)渡階段相對(duì)較快。逡逑＇微電Ｎ穩(wěn)定性￣逡逑Ｖ邐邐邐Ｊ逡逑＇并網(wǎng)型邐ｆ孤島型、逡逑微電網(wǎng)邐微電網(wǎng)逡逑＼邐邐／邐Ｖ邐邐Ｊ逡逑靜態(tài)邐ｆ暫態(tài)１邐ｆ邋靜態(tài)邐ｆ邋暫態(tài)＇逡逑穩(wěn)定性邐Ｉ穩(wěn)定性邐ｔ穩(wěn)定性邐Ｉ穩(wěn)定性逡逑’電壓邐ｆ電壓邐ｆ電壓，＞頻率１逡逑穩(wěn)定性邐穩(wěn)定性邐穩(wěn)定性邐穩(wěn)定性逡逑、邐？邐－／邐Ｖ邐邐，／邐Ｖ邐邋＞逡逑（短期）［超ｉ期）丨短期）［短期］ｆ長(zhǎng)期）（超▲期Ｈ短期）（長(zhǎng)期逡逑圖１－３微電網(wǎng)穩(wěn)定性分類逡逑文獻(xiàn)［２７］對(duì)微電網(wǎng)穩(wěn)定性問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的歸納和分類，在介紹微電網(wǎng)運(yùn)行逡逑特性的基礎(chǔ)上

節(jié)約成本。逡逑本文的研究對(duì)象是孤島模式下基于下垂控制的交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng)，其拓逡逑撲結(jié)構(gòu)如圖３－１所示，主要由交流微源、直流微源、交流負(fù)載、直流負(fù)載和互聯(lián)逡逑變換器（Ｉｎｔｅｒｌｉｎｋｉｎｇ邋Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，邋ＩＬＣ）五部分組成［４９］。逡逑ｍｍｒ＾Ｌ邐ｍｍ逡逑圖３－１交直流混合微電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖逡逑１３逡逑

逡逑為了對(duì)交直流混合微電網(wǎng)進(jìn)行詳細(xì)的分析和研究，現(xiàn)對(duì)圖３－１所示拓?fù)渥魅珏义舷潞?jiǎn)化：直流子網(wǎng)可以簡(jiǎn)化成為多臺(tái)下垂控制的ＤＣ／ＤＣ變流器和電阻性負(fù)荷的逡逑等效模型［１４］，其中ＤＣ／ＤＣ變流器采用雙向Ｂｕｃｋ－Ｂｏｏｓｔ型；在逆變器電壓／電流逡逑內(nèi)環(huán)的控制參數(shù)設(shè)置合理的情況下，交流微源、逆變器及其濾波器可以等效為三逡逑相交流電源［２２－２３］，因此交流子網(wǎng)可以簡(jiǎn)化成為多個(gè)具有下垂特性的三相交流電源逡逑和阻感負(fù)荷的等效模型；互聯(lián)變換器則可以簡(jiǎn)化為理想的雙向ＤＣ／ＡＣ變換器，逡逑忽略其自身的損耗，在中央控制器（能量管理系統(tǒng)）的控制下對(duì)各微源與負(fù)荷進(jìn)逡逑行協(xié)調(diào)優(yōu)化、監(jiān)控各變換器裝置的功率流動(dòng)情況等［４５－４７】。交直流混合微電網(wǎng)簡(jiǎn)化逡逑結(jié)構(gòu)如圖３－２所示。逡逑直流母線邐交流母線逡逑！邐｜邋＾￣￣］￣ＴＪｉ｜邋Ｓ，邋＾－１邐ｊ逡逑Ｉ邋Ｔ邋１邋Ｉ—邋ｎｃ＝ｈＤＣ生一NN芒：邐ｉ邋｜逡逑ｉ邐Ｌ邋＾邋Ｔ邐「－——ｉ邐ｆ邋丨逡逑＂＾邋Ｕｓ＞邐（ｊ邋＝、邋Ｉ邋—！邐１邋＾ａｃ５邋ｊ邋ｊ邐N邋ｊ逡逑ｒ邋１邐！邋＿＿＿ｕＲｄｃ邋ｊ邋！邐邐！逡逑丨直流微源邐丨丨直流負(fù)栽｜邐丨５邋Ｉ逡逑＿邐？＂邋＂＂＂邐Ｌａ邋＿邋ｍｔｍ邋—邋Ｊ邐■邐Ｉ逡逑Ｉ交流殳或Ｉ逡逑Ｌ邐Ｊ逡逑圖３－２交直流混合微電網(wǎng)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)示意圖逡逑３．３交流部分的動(dòng)態(tài)相置模型逡逑交直流混合微電網(wǎng)的交流部分包括：交流微源、交流負(fù)載和互聯(lián)變換器的交逡逑流側(cè)這三個(gè)部分，這其中的變量以周期性正弦交流量為主，因此本文在這部分建逡逑模中采用動(dòng)態(tài)相量法。逡逑設(shè)＆為第Ａ個(gè)微源的電壓

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 帥智康;鄒福筱;涂春鳴;沈征;;微網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性研究[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2015年16期

2 楊道培;丁志剛;曹煒;;基于下垂控制的直流微電網(wǎng)小擾動(dòng)穩(wěn)定性分析[J];電氣技術(shù);2015年07期

3 王文帝;徐青山;丁茂生;李強(qiáng);辛建波;許慶強(qiáng);;基于小信號(hào)建模的微電網(wǎng)下垂控制穩(wěn)定性分析[J];現(xiàn)代電力;2014年03期

4 馬添翼;金新民;荊龍;;基于穩(wěn)定性分析的微電網(wǎng)變流器系統(tǒng)阻抗設(shè)計(jì)[J];北京交通大學(xué)學(xué)報(bào);2014年02期

5 胡偉;孫建軍;查曉明;高明海;劉飛;;基于動(dòng)態(tài)相量法的逆變型分布式電源微電網(wǎng)建模與仿真[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2014年03期

6 徐青山;孫鄞;丁茂生;李強(qiáng);辛建波;許慶強(qiáng);;采用下垂控制的微電網(wǎng)小干擾穩(wěn)定性分析[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年12期

7 唐磊;曾成碧;苗虹;徐偉;楊焰;;交直流混合微電網(wǎng)中AC/DC雙向功率變流器的新控制策略[J];電力系統(tǒng)保護(hù)與控制;2013年14期

8 曾正;趙榮祥;楊歡;;含逆變器的微電網(wǎng)動(dòng)態(tài)相量模型[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2012年10期

9 施婕;鄭漳華;艾芊;;直流微電網(wǎng)建模與穩(wěn)定性分析[J];電力自動(dòng)化設(shè)備;2010年02期

10 王鋼;李志鏗;李海鋒;黎小林;傅闖;;交直流系統(tǒng)的換流器動(dòng)態(tài)相量模型[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2010年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 肖華根;交直流混合微電網(wǎng)中若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];湖南大學(xué);2015年

2 鄂志君;基于動(dòng)態(tài)相量理論的電力系統(tǒng)建模與仿真研究[D];天津大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 冀文彬;基于下垂控制微電網(wǎng)的小信號(hào)穩(wěn)定性分析[D];安徽理工大學(xué);2017年

2 王舒婭;孤島模式下微電網(wǎng)的建模與穩(wěn)定性分析[D];合肥工業(yè)大學(xué);2017年

3 曲利民;微電網(wǎng)動(dòng)態(tài)相量模型與協(xié)同控制策略研究[D];蘭州理工大學(xué);2016年

4 楊野青;基于多種控制方式的微電網(wǎng)小信號(hào)穩(wěn)定性分析與控制參數(shù)優(yōu)化[D];東南大學(xué);2015年

5 楊丹;基于xPC Target的伺服系統(tǒng)半實(shí)物仿真平臺(tái)開發(fā)[D];黑龍江大學(xué);2015年

6 安少聰;基于動(dòng)態(tài)相量法的微電網(wǎng)建模與穩(wěn)定性分析[D];燕山大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2799779