本文關(guān)鍵詞：孤島微電網(wǎng)潮流計算

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【摘要】：化石能源危機(jī)以及環(huán)境污染問題倒逼可再生清潔能源發(fā)展,近年來風(fēng)力、光伏等可再生能源的發(fā)電技術(shù)飛速發(fā)展。然而由于風(fēng)機(jī)、光伏等分布式電源一般受天氣環(huán)境等因素影響較大,其出力具有較大的間歇性,因此為了減少分布式能源并網(wǎng)對大電網(wǎng)帶來的沖擊,一般將具有不同特性、互為補(bǔ)充的多種分布式電源及儲能裝置等整合成具有保護(hù)、控制、管理等功能的微電網(wǎng)系統(tǒng)。微電網(wǎng)不僅可顯著提高分布式電源的接納率以及系統(tǒng)的供電可靠性,而且經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益較為可觀。當(dāng)大電網(wǎng)出現(xiàn)故障,微電網(wǎng)一般會脫離大電網(wǎng)運(yùn)行在孤島模式下,分布式電源逆變器采用下垂控制以分?jǐn)傌?fù)荷、提高供電可靠性。潮流計算是電力系統(tǒng)各類穩(wěn)定性、可靠性及安全性分析的基礎(chǔ),然而傳統(tǒng)的潮流計算方法的前提是存在容量足夠大的平衡節(jié)點(diǎn),因此研究一種考慮孤島微電網(wǎng)實際特性的潮流計算尤為重要。本文充分考慮了孤島微電網(wǎng)實際存在的不同分布式電源控制方式,包括下垂控制(Droop控制)、恒功率控制(PQ控制)和恒壓控制(PV控制)三種控制方式,提出了基于牛頓拉夫遜法的改進(jìn)計算初值的新型孤島微電網(wǎng)潮流計算方法,并考慮了多種節(jié)點(diǎn)類型轉(zhuǎn)化的問題,設(shè)置了不同控制方式與分布式電源(DG)退出運(yùn)行等多種情形,以6節(jié)點(diǎn)與38節(jié)點(diǎn)測試系統(tǒng)為例,在Matlab仿真平臺下,驗證了所提方法的有效性。仿真結(jié)果表明,改進(jìn)的牛拉法潮流計算更真實地描述了實際微電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)控制特性,在切除一臺DG裝置的情形下,本文算法仍能較好收斂,且收斂速度相比于二階潮流算法具有一定的優(yōu)勢。為充分驗證所提新型孤島微電網(wǎng)潮流計算方法的正確性,本文對采用下垂控制的逆變器的各個模塊進(jìn)行結(jié)構(gòu)原理的詳細(xì)分析,并運(yùn)用國際學(xué)術(shù)界認(rèn)可度較高的PSCAD/EMTDC電磁暫態(tài)仿真軟件,對上述分布式電源下垂控制的孤島微電網(wǎng)潮流計算模型進(jìn)行精確建模。仿真結(jié)果表明,所提新型孤島微電網(wǎng)潮流計算方法的計算結(jié)果與PSCAD/EMTDC電磁暫態(tài)仿真軟件計算出的穩(wěn)態(tài)結(jié)果相差很小,其中最大相角相差僅為0.5%;最大電壓幅值差僅為0.03%,均在允許的誤差范圍內(nèi),再次驗證了本文算法的正確性和有效性。
【關(guān)鍵詞】：微電網(wǎng) 孤島 下垂控制 PSCAD/EMTDC
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM744
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-24
• 1.1 課題研究背景和意義12-15
• 1.1.1 課題研究背景12-13
• 1.1.2 課題研究意義13-15
• 1.2 國內(nèi)外微電網(wǎng)研究現(xiàn)狀15-20
• 1.2.1 微電網(wǎng)的定義15-17
• 1.2.2 微電網(wǎng)的運(yùn)行方式17-19
• 1.2.3 國外微電網(wǎng)研究現(xiàn)狀19
• 1.2.4 國內(nèi)微電網(wǎng)研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3 孤島微電網(wǎng)潮流計算現(xiàn)狀20-21
• 1.4 課題來源21
• 1.5 本文的主要內(nèi)容21-24
• 第2章 微電網(wǎng)控制策略和分布式電源控制方式24-32
• 2.1 引言24
• 2.2 分布式電源的控制方式24-28
• 2.2.1 恒功率控制25-26
• 2.2.2 下垂控制26-27
• 2.2.3 恒壓/恒頻控制27-28
• 2.3 微電網(wǎng)整體控制策略28-30
• 2.3.1 主從控制策略28-29
• 2.3.2 對等控制策略29-30
• 2.4 控制策略對潮流計算的影響30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第3章 孤島微電網(wǎng)潮流計算方法32-44
• 3.1 引言32-33
• 3.2 孤島微電網(wǎng)中微電源的控制特性33-34
• 3.3 孤島微電網(wǎng)潮流計算模型34-35
• 3.3.1 分布式電源模型34-35
• 3.3.2 負(fù)荷模型35
• 3.3.3 節(jié)點(diǎn)功率模型35
• 3.4 基于改進(jìn)牛拉法的潮流計算35-37
• 3.4.1 節(jié)點(diǎn)類型及類型轉(zhuǎn)化35-36
• 3.4.2 節(jié)點(diǎn)功率方程36
• 3.4.3 求解方法36-37
• 3.4.4 改進(jìn)的潮流計算初值方法37
• 3.5 算例分析37-43
• 3.5.1 MATLAB仿真分析37-38
• 3.5.2 復(fù)雜系統(tǒng)仿真測試38-43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 第4章 基于PSCAD/EMTDC仿真的潮流計算驗證44-53
• 4.1 引言44
• 4.2 下垂控制逆變器模型44-49
• 4.2.1 下垂控制多環(huán)反饋控制器設(shè)計44-45
• 4.2.2 分布式接口逆變器和SPWM調(diào)制45-46
• 4.2.3 電壓/頻率計算器46-47
• 4.2.4 電壓控制47-48
• 4.2.5 電流控制48-49
• 4.3 算例分析49-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 結(jié)論與展望53-55
• 參考文獻(xiàn)55-60
• 致謝60-61
• 附錄A 攻讀碩士期間取得的學(xué)術(shù)成果61-62
• 附錄B 6節(jié)點(diǎn)與38節(jié)點(diǎn)測試系統(tǒng)參數(shù)62-64

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：806113