隨著煤、石油、天然氣等不可再生能源的不斷減少和對空氣污染的日益加重,風(fēng)能作為可再生的清潔能源發(fā)展?jié)摿薮蟆，F(xiàn)如今風(fēng)電規(guī)模不斷擴大,要大規(guī)模開發(fā)利用風(fēng)能,風(fēng)電并網(wǎng)運行是一種最優(yōu)質(zhì)的選擇。而大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)必定會影響電能質(zhì)量,因此,我們選擇三相風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)逆變器,并對其進行深入研究。因為風(fēng)具有波動性和隨機性,所以為確保電力系統(tǒng)的運行安全穩(wěn)定,并不能把大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)后的風(fēng)能全部利用,必須要舍棄一部分。為解決這一問題,利用儲能系統(tǒng)是一個兩全其美的選擇。儲能系統(tǒng)發(fā)展到今天已經(jīng)相當(dāng)成熟,技術(shù)種類也越來越多,其中以技術(shù)成熟、存儲量大的抽水蓄能為代表。因此,在風(fēng)蓄聯(lián)合運行系統(tǒng)并網(wǎng)發(fā)電的過程中,為消除和降低各方面的干擾帶來的不利影響,保持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行并確保風(fēng)電并網(wǎng)輸出功率的高品質(zhì)和可控性,本文從以下三個方面開展了研究工作:1.結(jié)合電網(wǎng)對大規(guī)模風(fēng)電接入電力系統(tǒng)的要求和風(fēng)蓄聯(lián)合發(fā)電的運行原理,對整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行的關(guān)鍵問題進行了研究,即大規(guī)模的風(fēng)電入網(wǎng)會對電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量和調(diào)度帶來一定的影響。2.針對三相風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)逆變器的模型預(yù)測控制存在大量計算問題,導(dǎo)致控制指令的時間延遲,嚴重阻礙系統(tǒng)應(yīng)用。為此,提出了一種在線簡化有限集模型預(yù)測電流控制算法。該方法基于模型預(yù)測電流模型,利用目標(biāo)函數(shù)對逆變器輸出的不同電壓矢量進行評估。同時,結(jié)合電壓空間矢量等效變換的原理,引入矢量扇區(qū)判斷法,在保持原有控制性能的基礎(chǔ)上,排除不必要的電壓空間矢量,從而使算法的執(zhí)行時間大幅縮減,簡化了控制實現(xiàn)過程。最后建立以帶阻感負載三相并網(wǎng)逆變器為控制對象的有限集模型預(yù)測控制仿真模型,分析輸出電流的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能。仿真結(jié)果驗證了所提方法的可行性。3.以風(fēng)電預(yù)測為基礎(chǔ),提出了風(fēng)蓄聯(lián)合運行系統(tǒng)的日前調(diào)度模型,即構(gòu)造了聯(lián)合系統(tǒng)的經(jīng)濟效益最大和棄風(fēng)電量最小兩個目標(biāo)函數(shù),將火電和抽水蓄能機組的啟/停成本、計及負荷和風(fēng)電預(yù)測誤差的旋轉(zhuǎn)備用等相關(guān)約束納入考慮范圍,使模型擬合度增大,接著采用混合多智能體遺傳算法進行優(yōu)化,得到風(fēng)電-抽水蓄能聯(lián)合運行系統(tǒng)的日前出力計劃。最后,通過算例對該模型進行了驗證,仿真結(jié)果表明了所提出的調(diào)度策略具有一定的可行性。
【學(xué)位單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM614;TM464
【部分圖文】：

為直流母線電壓。吳俊等人（2010）詳細解釋了該并網(wǎng)逆變器的工作原理。圖2.1 三相并網(wǎng)逆變器Fig.2.1 Three-phase grid connected inverter圖2.1中，Lo是負載電感、Ro是負載電阻、eo是負載反電動勢。定義開關(guān)函數(shù)為:10上橋臂導(dǎo)通，下橋臂關(guān)斷上橋臂關(guān)斷，下橋臂導(dǎo)通yS （2.1）功率管S1~S6與控制信號Sa、Sb、Sc之間的關(guān)系為：

仿真中采樣周期設(shè)定為 25μs，所以選擇式（2.16）所示參考電流計算方式更好。2.3.3 在線簡化有限集模型預(yù)測控制本文提出的模型預(yù)測電流控制框圖如圖2.2所示。通過預(yù)測系統(tǒng)下一采樣時刻的參考電流值進而預(yù)測參考電壓，對參考電壓矢量處于的扇區(qū)進行確定，接著僅提出其所在扇區(qū)中相近的四個電壓矢量，將這四個量作為可能的有效電壓矢量。通過目標(biāo)函數(shù)來計算參考值和預(yù)測值之間的誤差。用最小目標(biāo)函數(shù)對應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)作用于下一個采樣周期。圖2.2 模型預(yù)測電流控制框圖Fig.2.2 Block diagram of MPCFCS-MPC的實現(xiàn)需要尋找使目標(biāo)函數(shù)最小的開關(guān)狀態(tài)，并在下一時刻應(yīng)用于逆變器。由此可以看出，由式（2.10）和（2.13）得到，傳統(tǒng)兩電平并網(wǎng)逆變器FCS-MPC，通過計算8次預(yù)測電流和8次目標(biāo)函數(shù)，才能選出最優(yōu)電壓矢量。2.3.4 控制流程在線簡化模型預(yù)測電流控制流程如圖 2.3 所示。首先對 k 時刻的電壓和 k 時刻電流進行采樣

第二章 風(fēng)電并網(wǎng)逆變器12圖2.4 電壓空間矢量選擇圖Fig.2.4 Voltage vectors generated by the inverter2.4 仿真結(jié)果為了對上述預(yù)測控制算法的有效性進行驗證，本文基于Matlab/Simulink，建立三相并網(wǎng)逆變器FCS-MPC的系統(tǒng)模型，該模型和控制器的參數(shù)如表2。同時，本文在穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)條件下，對兩電平三相帶阻感負載并網(wǎng)逆變器進行控制，評估所提的簡化有限控制集模型預(yù)測方法的性能，并且引入了逆變器輸出電流諧波畸變率（THD），利用它進行對比，以驗證兩者的控制效果。仿真和分析的結(jié)果如圖2.5～圖2.9所示。表2 控制器參數(shù)表Table.2 Simulation parameters of system controller參數(shù) 數(shù)值直流電壓 Vdc/V 520負載反電動勢 eo/V 100采樣時間 Ts/μs 25參考電流 io*/A 10/10-20負載電阻 Ro/Ω 0.1負載電感 Lo/mH 20在采樣時間Ts=25μs時
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 金楠;胡石陽;崔光照;姜素霞;;光伏并網(wǎng)逆變器有限狀態(tài)模型預(yù)測電流控制[J];中國電機工程學(xué)報;2015年S1期

2 朱曉雨;王丹;彭周華;劉星;;三相電壓型逆變器的延時補償模型預(yù)測控制[J];電機與控制應(yīng)用;2015年09期

3 李燕青;李浩閃;;風(fēng)蓄火聯(lián)合運行電力系統(tǒng)動態(tài)經(jīng)濟優(yōu)化調(diào)度[J];陜西電力;2014年11期

4 韓金剛;楊騰飛;史宇;湯天浩;;模型預(yù)測控制三相并網(wǎng)變換器的研究[J];電工電能新技術(shù);2014年08期

5 李寧;李穎暉;韓建定;朱喜華;;基于混合邏輯動態(tài)模型的三相逆變電路有限控制集模型預(yù)測控制策略[J];電網(wǎng)技術(shù);2014年02期

6 劉世林;文勁宇;孫海順;程時杰;;風(fēng)電并網(wǎng)中的儲能技術(shù)研究進展[J];電力系統(tǒng)保護與控制;2013年23期

7 沈坤;章兢;王堅;;一種多步預(yù)測的變流器有限控制集模型預(yù)測控制算法[J];中國電機工程學(xué)報;2012年33期

8 王睿;張粒子;張麗娟;徐利美;;含風(fēng)電場系統(tǒng)風(fēng)電與抽水蓄能匹配容量研究[J];太陽能學(xué)報;2012年06期

9 胡澤春;丁華杰;孔濤;;風(fēng)電—抽水蓄能聯(lián)合日運行優(yōu)化調(diào)度模型[J];電力系統(tǒng)自動化;2012年02期

10 王洪濤;何成明;房光華;傅磊;;計及風(fēng)電預(yù)測誤差帶的調(diào)度計劃漸進優(yōu)化模型[J];電力系統(tǒng)自動化;2011年22期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 馬成飛;風(fēng)電預(yù)測及風(fēng)電—水電協(xié)調(diào)運行的研究[D];南京師范大學(xué);2012年

本文編號：2850225