【摘要】：隨著化石能源日趨枯竭以及環(huán)境的不斷惡化,新能源與清潔能源的開發(fā)利用受到了人們的普遍重視,其中風(fēng)能因為其獨特的優(yōu)越性,成為目前利用較多的一種能源形式�，F(xiàn)如今風(fēng)能的研究大多只限于風(fēng)力發(fā)電,而“風(fēng)電供暖”方向的研究尚不成熟,并且研究大多集中在區(qū)域性分析,或只側(cè)重于熱/電單方面的控制,再加上綜合能源系統(tǒng)是當(dāng)下最熱門的研究課題之一。因此本文對風(fēng)電與熱網(wǎng)聯(lián)合供能系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究,并通過通用實時仿真器(UREP)進(jìn)行實時驗證,以增強課題研究的可靠性與實用性。本文首先闡述了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及原理,并對采用背靠背雙PWM變流系統(tǒng)的直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行研究,其中變流器的控制策略,機側(cè)采用最大風(fēng)能跟蹤控制,即槳距角控制與轉(zhuǎn)速控制,網(wǎng)側(cè)采用Vdc-Q/Vf控制;然后對熱網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行簡要概述,并基于模塊化建模的思想對其各組成單元進(jìn)行了數(shù)學(xué)模型與仿真模型的搭建,包括電加熱器、儲熱水箱、管道、散熱器、用戶、循環(huán)水泵以及節(jié)點等模塊,而且對熱網(wǎng)系統(tǒng)的控制策略也進(jìn)行了介紹,分為恒溫控制、定流量控制以及補水定壓控制;接下來介紹了風(fēng)電與熱網(wǎng)聯(lián)合系統(tǒng)的工作模式,分為“以熱定電”和“以電定熱”,前者風(fēng)電系統(tǒng)工作在并網(wǎng)狀態(tài),逆變側(cè)采用Vdc-Q控制,通過給定熱網(wǎng)參數(shù),經(jīng)過控制環(huán)節(jié)后得出熱網(wǎng)系統(tǒng)所需的電功率,并將其作為給定值輸入電網(wǎng)系統(tǒng),作為動態(tài)負(fù)荷的值,從而使得電網(wǎng)輸出功率與熱網(wǎng)所需功率相對應(yīng),熱網(wǎng)系統(tǒng)工作在給定狀態(tài);后者風(fēng)電系統(tǒng)工作在孤島運行狀態(tài),逆變側(cè)采用Vf控制,該模式下在熱網(wǎng)系統(tǒng)中加入儲熱單元,用于平衡風(fēng)速波動對系統(tǒng)的影響;最后基于MATLAB/Simulink分別搭建風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和熱網(wǎng)系統(tǒng)仿真模型,并依照所述聯(lián)合系統(tǒng)的兩種工作模式將兩個系統(tǒng)聯(lián)合,通過實時仿真器對其進(jìn)行聯(lián)合實時仿真。由于風(fēng)電系統(tǒng)與熱網(wǎng)系統(tǒng)時間尺度不同,本文采用兩臺實時仿真器對系統(tǒng)進(jìn)行實時仿真,一臺采用小步長運行風(fēng)電系統(tǒng),另一臺采用大步長運行熱網(wǎng)系統(tǒng),兩臺仿真器通過以太網(wǎng)交換機連接,進(jìn)而可以實時交換仿真變量。通過實驗結(jié)果表明本文所述風(fēng)電與熱網(wǎng)聯(lián)合系統(tǒng)可以較好的實現(xiàn)變量交互,為用戶穩(wěn)定供能。
【圖文】：

圖 1.1 中國風(fēng)資源分布圖[7]，國家能源局頒布了《關(guān)于做好風(fēng)電清潔供暖工作地區(qū)采用風(fēng)能供暖，鼓勵新建建筑優(yōu)先采用風(fēng)電供鍋爐供熱[8]。已經(jīng)投運的烏蘭察布市察右中旗風(fēng)電成投運，，據(jù)統(tǒng)計一個供暖期（6 個月）可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn) 7700t，二氧化硫、氮氧化物、煙塵等有害物質(zhì)排方面可以節(jié)約化石能源的使用，另一方面還可以緩問題[10]。電力系統(tǒng)屬于快動態(tài)系統(tǒng)，與其他能源系中的損耗更小；而熱網(wǎng)系統(tǒng)是慢動態(tài)系統(tǒng)，熱能效存儲，但在傳輸過程中損耗較大。由此可以看出對互補的特點，通過將兩者的優(yōu)點相結(jié)合有利于實技術(shù)的研究也面臨著巨大的難題。由于電能與熱能

劃可以實現(xiàn)能源系統(tǒng)間的優(yōu)勢互補；有利于可再生能源的大規(guī)模接入和高效利用；提高能源利用率、降低能源費用；加強系統(tǒng)的安全可靠性以及應(yīng)對突發(fā)狀況的能力。圖1.2簡要介紹了不同系統(tǒng)間的耦合[16]。圖1.2 綜合能源系統(tǒng)間的耦合關(guān)系基于以上優(yōu)勢，歐洲各國政府根據(jù)歐盟能源發(fā)展戰(zhàn)略以及本國國情，紛紛制定各國能源戰(zhàn)略，并和企業(yè)緊密合作，大力發(fā)展低碳的綜合能源系統(tǒng)[20]。丹麥為了實現(xiàn)可再生能源消納，重點研究了不同能源系統(tǒng)的整合與互補，由于地處北歐，熱電聯(lián)產(chǎn)、電熱等技術(shù)得到廣泛使用，使得丹麥的電力、供暖與天然氣緊密結(jié)合；英國是一個島國，因此長期以來政府一直致力于建立一個安全、可持續(xù)發(fā)展的能
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM614;TU995

【參考文獻(xiàn)】

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1 李洋;吳鳴;周海明;王偉亮;王丹;葛磊蛟;;基于全能流模型的區(qū)域多能源系統(tǒng)若干問題探討[J];電網(wǎng)技術(shù);2015年08期

2 盛萬興;段青;梁英;孟曉麗;史常凱;;面向能源互聯(lián)網(wǎng)的靈活配電系統(tǒng)關(guān)鍵裝備與組網(wǎng)形態(tài)研究[J];中國電機工程學(xué)報;2015年15期

3 徐憲東;賈宏杰;靳小龍;余曉丹;穆云飛;;區(qū)域綜合能源系統(tǒng)電/氣/熱混合潮流算法研究[J];中國電機工程學(xué)報;2015年14期

4 李正茂;張峰;梁軍;

本文編號：2592067