本文關(guān)鍵詞：微電網(wǎng)的建模與控制策略研究

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【摘要】：能源是我們?nèi)祟惿姘l(fā)展所必不可少的物質(zhì)資源，隨著人類社會發(fā)展，人均能源消耗越來越高，能源危機也促使人們加大力量研究并利用可再生能源，提高能源利用率。電能是最方便傳輸和利用的能源，光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等形式的新能源發(fā)電是當(dāng)今世界普遍采用并日益受到重視的能源利用方式。微電網(wǎng)可以整合用電區(qū)域多種可再生能源，并和大電網(wǎng)雙向輸電，極大提升了再生能源利用率和供電給用戶的可靠性。由于微電網(wǎng)系統(tǒng)本身含有多種電力電子器件，慣性小，光伏和風(fēng)力發(fā)電等微電源又具有間歇發(fā)電等自然特點，如何保證微電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，如何提升可再生能源的利用效率，是當(dāng)今對微電網(wǎng)的研究熱點所在，也是微電網(wǎng)發(fā)展并推廣應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)所在。 本文圍繞微電網(wǎng)中的微源建模以及各個源之間的協(xié)調(diào)控制等問題，展開了深入研究，其主要研究內(nèi)容和成果如下： （一）針對微電網(wǎng)系統(tǒng)中常見的微源特性進行研究分析，并建立其數(shù)學(xué)模型，在PSCAD/EMTDC軟件中設(shè)計其模型并仿真分析。本文研究分析的微電源幾乎涵蓋了目前微電網(wǎng)系統(tǒng)中最常見的發(fā)電單元，分別有光伏發(fā)電單元、風(fēng)力發(fā)電單元、微型燃氣輪機發(fā)電單元、儲能蓄電池和超級電容等，逐一對其展開了數(shù)學(xué)建模、軟件模型設(shè)計和仿真驗證分析，為后續(xù)搭建一個微電網(wǎng)系統(tǒng)并研究其系統(tǒng)穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)控制建立正確單元模塊，做好基礎(chǔ)鋪墊工作； （二）針對微電網(wǎng)主從控制結(jié)構(gòu)，分析了目前典型的V-f控制模式和P-Q控制模式，并提出一種改進的V-f控制和P-Q控制結(jié)構(gòu)，仿真分析并驗證了其控制方式的有效性； （三）為提升可再生能源的利用率，在微電網(wǎng)系統(tǒng)中保持光伏單元運行在最大功率點，考慮到儲能蓄電池的SOC特性，設(shè)計了蓄電池控制方案和整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制方案，建立了仿真模型并分析驗證了其正確性和有效性，，提升了光伏等可再生能源的利用率，同時保障了微電網(wǎng)系統(tǒng)在孤島模式下運行的穩(wěn)定性； （四）針對微型燃氣輪機的輸出慣性相對光伏逆變器大的問題，設(shè)計了超級電容補償在控制模式切換點瞬間的功率波動，解決了微電網(wǎng)在主從控制結(jié)構(gòu)下主控單元的平滑切換問題，通過PSCAD/EMTDC軟件仿真分析，驗證了其正確性和有效性。
【關(guān)鍵詞】：微電網(wǎng) 建模 協(xié)調(diào)控制 SOC V-f控制 P-Q控制
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM727
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-19
• 1.1 課題的背景和意義8-9
• 1.2 微電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀9-13
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3 國內(nèi)外微電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 本文研究主要內(nèi)容17-19
• 2 多源微電網(wǎng)發(fā)電單元建模與仿真分析19-47
• 2.1 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)20-25
• 2.1.1 風(fēng)輪機21-23
• 2.1.2 發(fā)電機23-25
• 2.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)25-28
• 2.3 雙儲能系統(tǒng)28-32
• 2.3.1 蓄電池儲能系統(tǒng)28-30
• 2.3.2 超級電容器儲能系統(tǒng)30-32
• 2.4 微型燃氣輪機發(fā)電單元32-41
• 2.4.1 微型燃氣輪機數(shù)學(xué)建模33-36
• 2.4.2 微型燃氣輪機仿真分析36-41
• 2.5 PSCAD/EMTDC 仿真結(jié)果41-46
• 2.5.1 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng) PSCAD/EMTDC 仿真結(jié)果41-44
• 2.5.2 光伏發(fā)電系統(tǒng) PSCAD/EMTDC 仿真結(jié)果44-46
• 2.6 本章小結(jié)46-47
• 3 微電網(wǎng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略47-66
• 3.1 微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制分類48-54
• 3.2 微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制改進與分析54-62
• 3.2.1 微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)54-56
• 3.2.2 逆變器 V-f 控制策略56-58
• 3.2.3 逆變器 P-Q 控制策略58-60
• 3.2.4 蓄電池協(xié)調(diào)控制60-62
• 3.3 協(xié)調(diào)控制器設(shè)計62-64
• 3.4 主從控制切換過程優(yōu)化設(shè)計64-65
• 3.5 本章小結(jié)65-66
• 4 微電網(wǎng)系統(tǒng)仿真與分析66-75
• 4.1 微電網(wǎng)系統(tǒng)配置66-67
• 4.2 微電網(wǎng)系統(tǒng)仿真模型67
• 4.3 仿真分析67-73
• 4.3.1 電池 SOC 上限值約束下的系統(tǒng)仿真分析68-70
• 4.3.2 電池 SOC 下限值約束下的系統(tǒng)仿真分析70-73
• 4.4 本章小結(jié)73-75
• 5 結(jié)論與展望75-78
• 5.1 結(jié)論75-76
• 5.2 展望76-78
• 參考文獻78-83
• 在學(xué)研究成果83-84
• 致謝84

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本文編號：804457