近年來(lái),國(guó)家電網(wǎng)公司對(duì)電網(wǎng)的智能化發(fā)展投入巨大,隨著柔性直流技術(shù)快速發(fā)展、分布式發(fā)電設(shè)備及電動(dòng)汽車的接入,導(dǎo)致配網(wǎng)中存在大量諧波污染源,發(fā)展高可控性的直流配電網(wǎng)又一次被提出。交直流混合配電網(wǎng)作為接納直流配電技術(shù)的過渡網(wǎng)絡(luò),已成為目前的熱點(diǎn)。因此,為保證交直流混合配電網(wǎng)研究過程中測(cè)試、驗(yàn)證工作的開展,論文設(shè)計(jì)了交直流混合配電網(wǎng)仿真與潮流優(yōu)化系統(tǒng)。首先,闡述了光伏、風(fēng)機(jī)、儲(chǔ)能、換流器及其控制策略工作原理及數(shù)學(xué)模型,基于數(shù)學(xué)模型在Matlab/Simulink搭建了交直流混合配電網(wǎng)光伏、風(fēng)機(jī)、儲(chǔ)能、換流器等主要模塊模型,構(gòu)建了完整的交直流混合場(chǎng)景下復(fù)雜配電網(wǎng)模型。對(duì)交直流混合配電網(wǎng)Matlab/Simulink各模塊模型進(jìn)行了運(yùn)行特性仿真實(shí)驗(yàn),并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析,實(shí)現(xiàn)了交直流混合配電網(wǎng)光伏、風(fēng)機(jī)、儲(chǔ)能及換流裝置并離網(wǎng)過程的暫態(tài)仿真。其次,針對(duì)交直流混合配電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)過程,在Matlab中基于M語(yǔ)言對(duì)牛頓-拉夫遜法的交直流混合配電網(wǎng)潮流計(jì)算方法進(jìn)行了編程,通過對(duì)算法的仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了算法的有效性。然后,提出了交直流混合配電網(wǎng)潮流優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)及約束條件,并針對(duì)交直流混合配電網(wǎng)多目標(biāo)、多約束條件下的最優(yōu)潮流問題,提出了一種基于改進(jìn)的多目標(biāo)和聲搜索算法IMOHSA(Improved Multi-Objective Harmony Search Algorithm)的交直流混合配電網(wǎng)最優(yōu)潮流算法。改進(jìn)內(nèi)容包括提出了和聲矩陣行數(shù)及和聲記憶庫(kù)行數(shù)自適應(yīng)方法以及和聲矩陣及和聲記憶庫(kù)自動(dòng)剔除重復(fù)數(shù)據(jù)方法,兩處改進(jìn)保證了迭代初期和聲記憶庫(kù)的多樣性及迭代后期和聲記憶庫(kù)的非重復(fù)性,同時(shí)提升了算法優(yōu)化速度。對(duì)IMOHSA的性能測(cè)試證明了算法的可行性,以及較MOHSA和NSGA-II算法的優(yōu)越性。為解決基于IMOHSA的交直流混合配電網(wǎng)潮流優(yōu)化算法最優(yōu)解選取問題,提出了基于Nash均衡思想的滿意度博弈算法,為決策者對(duì)最終方案的確定提供了一種方法。使用IMOHSA在交直流混合配電網(wǎng)中進(jìn)行了算法仿真測(cè)試,測(cè)試結(jié)果證明了該算法的可行性。最后,在上述工作的基礎(chǔ)上,對(duì)交直流混合配電網(wǎng)Simuilink仿真和潮流優(yōu)化在Matlab的GUI中制作了.m和.fig文件,形成了交直流混合配電網(wǎng)仿真與潮流優(yōu)化系統(tǒng)原型。
【學(xué)位單位】：華北水利水電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM744;TM721.3
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 交直流混合配電網(wǎng)仿真的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 交直流混合配電網(wǎng)潮流優(yōu)化算法的研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排
2 基于MATLAB/SIMULINK的交直流混合配電網(wǎng)各模塊建模
    2.1 交直流混合配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)
    2.2 光伏模塊數(shù)學(xué)模型及其MATLAB/SIMULINK模型
        2.2.1 光伏列陣基本工作原理及其數(shù)學(xué)模型
        2.2.2 光伏列陣Matlab/Simulink模型
        2.2.3 MPPT控制器算法及Matlab/Simulink模型
    2.3 直驅(qū)式風(fēng)機(jī)模塊數(shù)學(xué)模型及其MATLAB/SIMULINK模型
        2.3.1 直驅(qū)式風(fēng)機(jī)系統(tǒng)基本工作原理
        2.3.2 風(fēng)速模型
        2.3.3 風(fēng)輪機(jī)模型
        2.3.4 傳動(dòng)系統(tǒng)模型
        2.3.5 永磁同步發(fā)電機(jī)模型
        2.3.6 直驅(qū)式風(fēng)機(jī)系統(tǒng)控制模型
        2.3.7 直驅(qū)式風(fēng)機(jī)系統(tǒng)Matlab/Simulink模型
    2.4 儲(chǔ)能模塊數(shù)學(xué)模型及其MATLAB/SIMULINK模型
        2.4.1 儲(chǔ)能電池基本工作原理及其數(shù)學(xué)模型
        2.4.2 儲(chǔ)能電池Matlab/Simulink模型
        2.4.3 儲(chǔ)能電池控制策略及Matlab/Simulink模型
    2.5 交直流混合配電網(wǎng)接口換流器及其MATLAB/SIMULINK模型
        2.5.1 AC/DC換流器數(shù)學(xué)模型
        2.5.2 DC/AC換流器數(shù)學(xué)模型
        2.5.3 換流器控制策略
        2.5.4 接口換流器Matlab/Simulink模型
    2.6 交直流混合配電網(wǎng)MATLAB/SIMULINK模型
    2.7 本章小結(jié)
3 基于MATLAB/SIMULINK的交直流混合配電網(wǎng)仿真運(yùn)行特性
    3.1 光伏模塊仿真運(yùn)行特性
        3.1.1 光伏列陣I-U、P-U仿真特性
        3.1.2 最大功率追蹤仿真特性
        3.1.3 光伏模型并入交流側(cè)仿真特性
    3.2 風(fēng)機(jī)模塊仿真運(yùn)行特性
    3.3 儲(chǔ)能模塊仿真運(yùn)行特性
        3.3.1 儲(chǔ)能模塊充電過程仿真特性
        3.3.2 儲(chǔ)能模塊放電過程仿真特性
    3.4 換流器仿真運(yùn)行特性
        3.4.1 換流器逆變狀態(tài)仿真特性
        3.4.2 換流器整流狀態(tài)仿真特性
    3.5 本章小結(jié)
4 基于牛頓-拉夫遜法的交直流混合配電網(wǎng)潮流計(jì)算方法
    4.1 交流配電系統(tǒng)牛頓-拉夫遜法潮流計(jì)算
        4.1.1 節(jié)點(diǎn)類型
        4.1.2 修正方程
        4.1.3 牛頓-拉夫遜法潮流計(jì)算求解流程
    4.2 交直流混合配電系統(tǒng)牛頓-拉夫遜法潮流計(jì)算
    4.3 基于MATLAB語(yǔ)言的交直流混合配電系統(tǒng)牛頓-拉夫遜法潮流計(jì)算測(cè)試
        4.3.1 潮流計(jì)算仿真測(cè)試環(huán)境及數(shù)據(jù)設(shè)置
        4.3.2 測(cè)試結(jié)果
    4.4 本章小結(jié)
5 基于IMOHSA的交直流混合配電網(wǎng)潮流優(yōu)化算法
    5.1 交直流混合配電網(wǎng)潮流優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)與約束條件
        5.1.1 交直流混合配電網(wǎng)潮流優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)
        5.1.2 交直流混合配電網(wǎng)潮流優(yōu)化的約束條件
    5.2 改進(jìn)的多目標(biāo)和聲搜索算法詳述
        5.2.1 經(jīng)典的多目標(biāo)和聲搜索算法
        5.2.2 多目標(biāo)和聲搜索算法改進(jìn)
        5.2.3 IMOHSA性能測(cè)試
    5.3 基于IMOHSA的交直流混合配電網(wǎng)潮流優(yōu)化
        5.3.1 交直流混合配電網(wǎng)案例及參數(shù)設(shè)置
        5.3.2 基于IMOHSA的交直流混合配電網(wǎng)潮流優(yōu)化Pareto解集
        5.3.3 基于Nash均衡思想的Pareto解集博弈方法
    5.4 本章小結(jié)
6 基于GUI的交直流混合配電網(wǎng)仿真與潮流優(yōu)化系統(tǒng)原型
    6.1 配網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)及線路參數(shù)GUI設(shè)定
    6.2 配網(wǎng)各元件模型參數(shù)GUI設(shè)定
    6.3 配網(wǎng)SIMULINK仿真與潮流優(yōu)化運(yùn)行按鈕GUI設(shè)定
    6.4 本章小結(jié)
7 結(jié)論
攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
參考文獻(xiàn)

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