隨著可再生能源發(fā)電的飛速發(fā)展以及新興負荷的出現,電力網絡結構變得越來越復雜。為應對電能需求復雜且多樣的現狀,各國專家提出構建能源互聯(lián)網的理念。而為實現能源互聯(lián)網的架構,就需對各能源網絡的銜接設備進行研究。本文對其關鍵設備——能量路由器進行研究,通過對其拓撲結構、接口控制策略以及能量管理策略研究設計,使能量路由器系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定的運行。本文采用一種雙向能量路由器拓撲結構,首先對其拓撲結構進行詳細研究。該拓撲結構直流側端口儲能處電力電子變換器采用隔離型雙向全橋DC/DC斬波器,實現能量的雙向流動;交流側端口采用三相橋式逆變器,為交流接口輸出三相工頻電能。本文詳細分析各端口變換器的工作原理以及控制方式,并對其數學模型進行推導。針對能量路由器交流接口電力電子變換器,引入虛擬同步發(fā)電機控制(Virtual Synchronous Generator,VSG)。通過列寫同步發(fā)電機數學模型,類比設計VSG控制的本體控制算法,并對其關鍵參數進行分析。在此基礎上設計相應的虛擬調速器與虛擬勵磁器,完善控制算法,使交流接口逆變器擁有慣性與阻尼特性并能夠參與系統(tǒng)調壓與調頻。而后在VSG算法基礎上,提出一種全階...

【文章頁數】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源及背景意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 研究背景和意義
    1.2 全球能源互聯(lián)網發(fā)展現狀
        1.2.1 能源互聯(lián)網發(fā)展現狀
        1.2.2 能量路由器發(fā)展現狀
    1.3 能量路由器控制策略研究現狀
        1.3.1 直流端口控制策略研究現狀
        1.3.2 交流端口控制策略研究現狀
    1.4 本文的主要研究內容
第2章 能量路由器接口拓撲結構及其數學模型
    2.1 引言
    2.2 能量路由器拓撲結構
        2.2.1 隔離型雙向DC/DC變換器
        2.2.2 三相電壓型橋式逆變器
    2.3 能量路由器數學模型
        2.3.1 DC/DC斬波器數學模型
        2.3.2 DC/AC逆變器數學模型
    2.4 本章小結
第3章 交流接口逆變器虛擬同步機控制
    3.1 引言
    3.2 虛擬同步發(fā)電機模型建立
        3.2.1 同步發(fā)電機數學模型
        3.2.2 虛擬同步發(fā)電機數學模型
    3.3 虛擬同步發(fā)電機控制器設計
        3.3.1 虛擬調速器設計
        3.3.2 虛擬勵磁器設計
    3.4 虛擬同步發(fā)電機控制環(huán)路設計
    3.5 關鍵參數分析
    3.6 仿真分析
        3.6.1 孤島模式仿真
        3.6.2 并網模式仿真
        3.6.3 與其他控制策略仿真對比分析
    3.7 本章小結
第4章 直流接口斬波器虛擬直流電機控制
    4.1 引言
    4.2 DC/DC變換器下垂控制策略
    4.3 DC/DC變化器虛擬直流電機控制策略
        4.3.1 虛擬直流電機數學模型
        4.3.2 虛擬直流電機控制策略設計
    4.4 仿真分析
        4.4.1 基本拓撲仿真驗證
        4.4.2 直流負荷突增仿真對比研究
        4.4.3 電網頻率突減仿真對比研究
        4.4.4 電網頻率突增仿真對比研究
        4.4.5 電網電壓單相跌落仿真對比研究
    4.5 本章小結
第5章 能量路由器能量管理控制策略研究
    5.1 引言
    5.2 分布式發(fā)電單元控制策略
        5.2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)自主控制
        5.2.2 風力發(fā)電系統(tǒng)自主控制
    5.3 能量管理控制策略設計
        5.3.1 能量流動與工作模態(tài)分析
        5.3.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)能量管理策略設計
        5.3.3 風力發(fā)電系統(tǒng)能量管理策略設計
    5.4 仿真分析
        5.4.1 光伏系統(tǒng)自主控制仿真驗證
        5.4.2 風電系統(tǒng)自主控制仿真驗證
        5.4.3 能量管理策略仿真驗證
    5.5 本章小結
結論
參考文獻
附錄1
附錄2
附錄3
攻讀學位期間的學術成果
致謝



本文編號：3848816