高密度分布式光伏电源接入的交直流混合微电网协调控制研究
发布时间：2020-04-12 18:08
【摘要】：分布式可再生能源发电的爆发式增长正改变着未来电网的形态。一方面,居民屋顶光伏面板、工业园区厂用光伏发电、海岛以及偏远地区小型光伏电站数量不断增长;另一方面,变频驱动的工业电机及家用电器、LED照明、电动汽车直流充电桩、个人手提电脑、手机等直流用电设备不断普及,使交直流混合微电网成为电力系统消纳分布式新能源与接入直流负荷的有效组织形式及过渡形态。因此成为近年来学术界重要的研究方向之一。本文聚焦于高密度分布式光伏电源接入的交直流混合微电网协调控制技术,发展了分布式光伏电源的分散式控制方法,用相同的控制结构统一了直流母线电压控制与最大功率跟踪控制;提出了典型的母线分段式交直流混合微电网的拓扑结构并形成了面向标准化的协调控制体系。首先,提出了双级光伏发电系统的vdc2。反馈控制方法。双级光伏发电系统因其光伏接入电压灵活而得到广泛的应用,其直流链接电压的非线性控制模型却使得控制器参数的设计及性能优化变得十分困难与复杂。本文建立了双级光伏发电系统的完整动态模型,并采用特征值轨迹分析法分析了系统各重要参数对系统动态性能的影响。在此基础上,提出了基于vdc2反馈的控制方法,线性化直流链接电压的控制模型,通过合理的系统参数设计,提高了系统的直流链接电压控制的动态性能。其次,提出了高密度分布式光伏电源的V-dp/dv下垂控制方法。所提方法在同一个控制结构中统一了直流母线电压控制模式与最大功率跟踪模式。光伏电源的不同运行模式切换不再依赖其控制器结构的切换,因而实现了光伏电源多模式的自主无缝切换。在多光伏电源电压源模式并联运行时,实现各机输出功率的近似按比例分配。第三,优化了高密度分布式光伏电源的分散式协调控制方法。在V-dp/dv下垂控制器的基础上,提出了一种类似传统电源V-I下垂算法的分布式光伏电源分散式协调控制方法。所提方法保持了 V-dp/dv下垂算法中,直流母线电压维持与最大功率跟踪在控制结构上的统一性,并同样能够实现两种运行模式之间的自主、无缝切换。如果忽略线路阻抗的影响,新方法能够在多光伏电源电压源运行时,实现各电源之间输出功率精确按比例分担。最后,提出了母线分段式交直流混合微电网的拓扑结构。定义了母线分段式交直流混合微电网的四种运行模式并给出了母线分段式交直流混合微电网的标准化控制体系及范式。实现各模式的稳定运行与模式间的无缝切换。依托国家863项目示范工程,将所提策略应用在浙江绍兴上虞区的示范工程中,验证了所提标准化控制方式的有效性,并为母线分段式交直流混合微电网的运行与控制探索出一条可推广的道路。
【图文】：
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本文编号：2625019
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