微电网中分布式电源的协调控制与优化研究

发布时间：2017-10-11 23:29

  本文关键词：微电网中分布式电源的协调控制与优化研究

  更多相关文章： 微电网 小信号动态模型 下垂控制 无功功率分配 PSO-IHS

【摘要】：微电网是提高分布式能源利用效率的一种有效方式,现已成为分布式发电领域的研究热点和重点发展方向。本文针对微电网中分布式电源的协调控制问题展开研究,提出了一种改进的无功下垂控制策略来提高分布式电源输出的无功功率分配精度,并采用了基于粒子群算法改进的和声搜索算法(Particle Swarm Optimization-Improved Harmony Search Algorithm,PSO-IHS)对微电网协调控制问题进行了优化,具体完成了以下工作:(1)分析了微电网中分布式电源的数学模型,对分布式电源的控制方法进行了分析,并在Simulink中对其进行了建模与仿真分析;(2)建立了包含逆变器模型、电力网络模型和负荷模型的微电网全阶小信号动态模型,并基于特征值法分析了系统的稳定性和下垂系数变化对系统稳态性能的影响,最后在Simulink中搭建了系统的仿真模型,对孤岛运行模式、孤岛时负荷突变、并网运行模式以及孤岛和并网两种运行模式之间互相转换的四种运行模式进行了仿真分析;(3)由(2)中对微电网四种运行模式的仿真分析,发现分布式电源并未按照无功下垂系数比例分配无功负荷,因此对无功下垂控制器进行了改进和建模仿真,并与改进前进行了对比分析,结果表明改进的无功下垂控制器提高了无功分配精度;(4)建立了基于PSO-IHS算法的微电网系统动态切换模型,并考虑孤岛运行模式、孤岛时负荷突变、并网运行模式以及孤岛和并网两种运行模式之间互相转换的四种运行模式,提出了系统控制目标函数,并使用PSO-IHS算法优化了目标函数,进而提高了微电网在这四种运行模式下的稳态和动态性能,保证了微电网系统的稳定运行以及在四种运行模式之间的平滑切换;(5)搭建基于RT-LAB实时仿真平台的微电网系统的协调控制模型,对下垂控制改进并优化后进行了实时仿真,验证了改进及优化后系统的稳定性;
【关键词】：微电网 小信号动态模型 下垂控制 无功功率分配 PSO-IHS
【学位授予单位】：上海电机学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM732
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-22
• 1.1 课题背景与意义12-13
• 1.2 微电网国内外研究现状13-15
• 1.2.1 国外研究现状13-14
• 1.2.2 国内研究现状14-15
• 1.3 微电网协调控制研究现状15-16
• 1.4 无功下垂控制研究现状16-17
• 1.5 微电网整体控制策略17-19
• 1.5.1 主从控制17-18
• 1.5.2 对等控制18-19
• 1.5.3 基于多代理技术的分层控制19
• 1.6 论文的研究思路与章节安排19-22
• 1.6.1 研究思路19-20
• 1.6.2 章节安排20-22
• 第二章 分布式电源的建模与仿真分析22-32
• 2.1 引言22
• 2.2 光伏系统的建模与仿真分析22-28
• 2.2.1 光伏电池的数学模型22-24
• 2.2.2 光伏电池的工作特性24
• 2.2.3 光伏电池的控制24-26
• 2.2.4 光伏电池的仿真分析26-28
• 2.3 蓄电池储能系统的建模与仿真分析28-31
• 2.3.1 蓄电池的数学模型28-29
• 2.3.2 蓄电池的控制模型29-30
• 2.3.3 蓄电池的仿真分析30-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第三章 微电网系统的稳定性分析32-51
• 3.1 引言32
• 3.2 微电网小信号动态分析32-35
• 3.2.1 小信号动态分析方法32-34
• 3.2.2 特征值与特征向量34-35
• 3.3 微电网小信号动态建模35-44
• 3.3.1 公共坐标系35-36
• 3.3.2 分布式电源单逆变器模型36-42
• 3.3.3 电力网络模型42-43
• 3.3.5 负荷模型43-44
• 3.3.6 微电网系统完整模型44
• 3.4 微电网稳定性分析44-47
• 3.4.1 系统特征值分析44-46
• 3.4.2 下垂控制参数变化对特征值的影响46-47
• 3.5 微电网运行仿真分析47-50
• 3.6 本章小结50-51
• 第四章 基于改进无功下垂控制的微电网运行控制策略51-61
• 4.1 引言51
• 4.2 下垂控制原理51-58
• 4.2.1 传统的下垂控制51-53
• 4.2.2 无功下垂控制的改进53-55
• 4.2.3 并网同步控制55-58
• 4.3 基于改进无功下垂控制的微电网仿真分析58-60
• 4.4 本章小结60-61
• 第五章 基于PSO-IHS算法的微电网协调控制优化61-72
• 5.1 引言61
• 5.2 改进的和声搜索算法61-66
• 5.2.1 标准的和声搜索算法61-63
• 5.2.2 基于PSO算法改进的和声搜索算法(PSO-IHS)63-66
• 5.3 分布式电源逆变器下垂控制系数优化66-69
• 5.3.1 下垂系数的参数域选择66-67
• 5.3.2 建立优化控制目标函数67
• 5.3.3 下垂控制系数优化过程67-69
• 5.4 下垂控制系数优化结果69-70
• 5.5 本章小结70-72
• 第六章 基于RT-LAB平台的实验验证72-79
• 6.1 引言72
• 6.2 RT-LAB平台实时仿真模型72-73
• 6.3 微电网实时仿真验证73-78
• 6.3.1. 微电网四种运行模式实时仿真分析74-75
• 6.3.2 分布式电源投切实时仿真分析75-77
• 6.3.3 切负荷时仿真分析77-78
• 6.4 本章小结78-79
• 第七章 总结与展望79-81
• 7.1 总结79-80
• 7.2 展望80-81
• 参考文献81-86
• 致谢86-87
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果87

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本文编号：1015404