微网能量管理及混合储能技术的研究

发布时间：2019-11-11 18:43

【摘要】：随着可再生能源发电与智能电网迅速发展,微电网因其组网灵活、损耗低、可靠性高、电能质量易于控制等优势越来越受到世界各国重视。交流微电网中并网与孤岛模式的平滑切换,以及直流微电网逆变器并联功率精确分配与控制和电压跌落补偿,已成为微电网的研究热点及关键技术。本文针对并网/孤岛两种运行模式平滑切换和逆变器功率分配及电压跌落补偿两类关键技术进行研究。首先,为实现交流微电网两种运行模式的平滑切换,采用对混合储能的蓄电池实施统一的控制策略。针对传统两种运行模式切换的扰动大、易失败的不足,在分析并研究并网运行模式下的恒功率控制、孤岛运行模式下的恒压恒频控制的基础上,本文采用交流微网并网与离网两种运行模式的统一的控制策略。理论研究和仿真分析表明,采用本文给出的统一控制策略,孤岛运行时等效作用为下垂控制,可稳定电压幅值和频率;在并网运行时等效为PQ控制,光伏和蓄电池电能能够追踪给定功率值;而在两种运行模式切换时,逆变器输出电压和频率能够保持稳定,切换瞬间没有大的突变电流产生,功率变化范围很小,比传统模式切换策略更加平滑。其次,为解决直流微网并联变换器很难兼顾电流分配与电压调节的难题,本文采用基于下垂控制的分层控制策略,实现合理的电流和功率的分配,同时补偿母线电压的跌落。针对传统直流微网功率分配方法的不足,在分析二级控制器的结构与稳定性问题的基础上,本文设计直流微网的基于下垂控制的分层控制系统。仿真结果验证了分层控制的有效性,且在dSACE半实物仿真实验平台上验证了下垂理论和电压跌落补偿的正确性。最后,搭建了交流微电网实验平台,完成验证平台的硬件与软件设计。先进行微电网并网到孤岛模式切换实验,实验波形表明,微电网实现平滑切换,保证本地负载的不间断供电;再进行微电网孤岛到并网模式切换实验,结果表明,微电网实现了平滑和无缝切换,验证了控制策略的可行性。
【图文】：

拓扑结构图,微网,拓扑结构

括长期目标和短期目标[22]。微网能量管理的长出与需求相平衡，其中包括电、热、机复杂系和维护成本以及寿命等。另一方面，微网能量态，涉及到一些理想运行参数，如电压、电流是以微网实时运行状态为目标，属于微网能量制策略与其对应的拓扑结构联系紧密，根据不本文分别以交流拓扑结构和直流拓扑结构展开制策略微网如图 1-1 所示，适用于分布式交流微源为制策略，目前最常用的结构就是交流微网。而交流电网。如日本的 Hachinohe 微网[23]。此微干个光伏系统（2*50KW),小型风电场（2*8KW联到交流母线上。

功率模式,微网,控制策略,电力交换

可分为调度功率模式（在微电网与外电网化方案）和非调度功率输出模式（如微电，微网可理解为一个可控源或负载向电网或负荷管理功能[24]。为了实现这个目的，存储系统根据负载需求，将分布式源功率高情况下，分布式源主要向负载供能，并分布式源主要向存储单元供能，，且充足的并网非调度输出功率运行模式，所有单元大工作追踪）状态下[25]。的重点是微电网的交流母线的电压和频率间需求功率分配。下垂的方法是最常用的压和频率相对应地与 DG 的输出无功和有输出有功和无功功率，以便调节母线交流功（PQ）方法、主从控制方法等不逐一网和孤岛之间切换时，蓄电池逆变阶段的
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM727

【参考文献】