直流微电网多换流器分布式协调控制策略

发布时间：2017-12-20 10:26

本文关键词：直流微电网多换流器分布式协调控制策略　出处：《华北电力大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着可再生能源的广泛应用,总成本和损耗相对较低的直流微电网受到越来越多的关注。保证负荷合理分配到各个微电源和维持直流电压的稳定是直流微电网的两个主要控制目标。为了实现上述两个目标,需要多个微电源之间协调控制。直流微电网中换流器实时协调控制方法大致可分为主从、对等和分层控制方法。主从控制方法对主控制器的依赖性较大;对等式控制方法中以下垂控制为主,但是传统的下垂控制方法容易受线路阻抗的影响,在负荷分配中无法满足均流和调压的要求;分层控制方法,各分布式电源和上层控制器间需要通信线路,一旦通信失败,微电网将无法正常工作,降低了系统的可靠性。因此,提出一种合理的实时协调控制方法是十分必要的。为了找出一种可靠性高,不受线路阻抗影响,可扩展性强的多换流器协调控制策略,本文在分析现有的微电网换流器协调控制方法的基础上,主要工作和取得的主要研究成果如下:(1)介绍了DC/DC换流器和AC/DC换流器的拓扑结构及控制方法,同时给出相关的模型描述。(2)介绍了图论和矩阵论中的一些基本概念,并阐述它们一些重要的性质,给出了该领域一些已有的研究工作及重要引理。(3)针对多电源-多负荷的直流微电网系统,采用传统的下垂控制时,定量推导出线路阻抗对于负荷分配和直流电压的影响。并在此基础上提出了直流微电网多换流器分布式控制方法。该方法克服了传统下垂控制中的缺陷,最终使得微网内的平均电压恢复至额定值,各个换流器按照下垂系数进行负荷分配。与主从控制方法相比,控制系统由原来的一个中央控制器承担的调整任务替换为多个底层换流器共同承担相应的调整任务,降低对中央控制器的依赖性,增强系统的调压能力;较分层控制方法相比,由于采用双向环形网络的通信拓扑结构,才控制方法能够做到换流器的即插即用,使得直流微电网的可扩展性加强,同时也使得控制系统的可靠性大大提高。(4)最后以一个多电源-多负荷直流微电网系统为研究对象,基于MATLAB平台,搭建仿真模型,分别仿真当负荷波动时,投入或者切除微网内某一换流器时,微网内某一链路通信失败时,传统下垂控制和所提控制策略的对比四种情况下,各个换流器端口直流电压和直流电流。仿真结果表明了所提出控制策略的有效性和合理性。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM721.1;TM46

【参考文献】

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