直流微电网母线电压分级控制与小信号稳定性分析

发布时间：2020-07-26 21:03

【摘要】：在含有光伏单元的直流微电网中,系统的功率是否平衡对微电网的电压稳定性产生影响,因此母线电压是否波动被认为是衡量直流微电网系统功率平衡的唯一标识。目前,关于直流微电网的电压稳定性主要通过和大电网并联的方式来解决系统功率不足,对直流微电网的孤岛运行研究较少。因此,十分有必要对直流微电网孤岛运行时的系统进行研究。搭建直流微电网的仿真平台,对光伏发电单元、蓄电池单元、超级电容器单元和负载简化建立其数学模型,并且对Boost模块、Buck模块和双向DC/DC模块基本原理和工作方式进行分析;基于MATALB/Simulink实验仿真平台建立直流微电网各单元模型,对其输出特性进行研究;最后在该平台上搭建直流微电网的仿真模型,为进一步分析直流微电网做好准备工作。以直流微电网母线电压为研究对象,在直流微电网孤岛运行时对传统的直流微电网母线电压控制方式进行改进。根据可再生单元输出功率和负载功率变化对直流母线电压波动影响的大小,为了维持直流母线电压的稳定,采用蓄电池超级电容器组合实现光伏储能直流母线电压分级调节的方法,根据不同的直流母线电压对应的系统各模块的不同运行状态,系统分为5种运行模式,针对此调节方式对直流微电网系统进行仿真实验,验证改进的光伏储能直流母线电压分级调节策略的有效性。在直流分布式系统中,单独设计的子系统之间相互作用可能会对系统的稳定性产生影响。直流母线电压分级控制的微电网是一个多点平衡系统,不同的控制方式对应系统的稳定性可能不同,对系统不同运行模式进行小信号建模分析其稳定性。由于系统各单元在不同运行模式对应的闭环阻抗不同,求出各运行模式的等效微源输出阻抗和等效负载输入阻抗,利用阻抗比判据辅助Nyquist曲线分析直流微电网的不同运行模式的稳定性。直流微电网在运行模式I-1存在谐振尖峰且稳定裕度小,在负载回路中加入阻尼电路消除滤波参数和超级电容器单元的谐振尖峰,阻尼回路的参数由滤波参数确定。分析了不同阻尼参数改善小信号稳定性的效果,通过仿真结果证明,只有取最优参数时,阻尼回路改善小信号稳定性的效果最为明显,可以减小母线电压的波动,有效改善直流微电网的电压波动问题。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM712
【图文】：

图1- 1直流微电网系统结构组成Fig.1-1 composition of DC microgrid system国内外研究现状用电设备的增加，直流微电网已经引起人们的广泛关注。交损消耗高、电网运行控制过程复杂，这使得用户期望得到可良好的供电服务难以满足。为解决以上问题，世界各国纷，立足于本国国情，每个国家对微电网的定义有所不同。随电网适合集成可再生分布式电源，有利于对微电网中各分年来逐渐成为研究热点。状能源发展规划中心 2007 年提出了以直流微电网为主要结构划，主要开发清洁能源满足一些小型住宅和办公楼宇的电续建筑倡议发展为系统直流母线采用直流 380V 和直流 48能源建筑的小型微电网[7]。美国的艾默生公司致力于利用可

负载单元重要负载所需功率为 4kW，普通负载所需功率为 25kW。图2-1 直流微电网孤岛模式下结构示意图Fig.2-1 Structural diagram in island mode of DC microgrid2.1 光伏发电系统建模2.1.1 光伏电池的数学建模光伏电池实际上就是一个大面积平面二极管，在太阳光照射下就可产生直流电流，PN 结光伏电池等效物理模型如图 2-2 所示[46]。图2-2 PV等效物理模型Fig.2-2 PV equivalent physical model设定图 2-2 中所示的电压、电流方向为正方向，采用基尔霍夫电流定律，得出光伏电

图2-1 直流微电网孤岛模式下结构示意图Fig.2-1 Structural diagram in island mode of DC microgrid统建模学建模上就是一个大面积平面二极管，在太阳光照射下就可产物理模型如图 2-2 所示[46]。

【相似文献】

相关期刊论文 前7条

1 王飞;张敏;;微电网可行性研究的关键因素与经验教训[J];科技风;2019年21期

2 庄丛粼;;光储微电网信息物理融合建模的研究[J];中国新通信;2018年23期

3 武保东;;直流微电网运行控制分析[J];科技资讯;2018年30期

4 翟雨稼;靳嘉荐;;基于功率调节的微电网互联与配电网协调优化控制[J];可再生能源;2019年02期

5 历莉;;园区智能微电网技术的应用[J];市政技术;2019年01期

6 刘维斌;王大龙;;海岛微电网孤网联络应用实例[J];通信电源技术;2019年01期

7 颜宁;潘霄;张明理;马少华;厉伟;张博;;基于复合储能的多互联微电网日内调度研究[J];电工技术学报;2018年S2期

相关会议论文 前10条

1 曾凡有;;基于奔德斯分解的微电网优化运行研究[A];2017年江西省电机工程学会年会论文集[C];2018年

2 董晔弘;王珏;王叶;陶友传;;基于可再生能源利用的孤岛微电网[A];2015年中国造船工程学会优秀学术论文集[C];2016年

3 李成玲;李雯;郑雨翔;洪yN祺;郭慧敏;;含微电网的配电网典型接线模式经济性评估[A];2017电力行业信息化年会论文集[C];2017年

4 姜军;;含分布式电源和储能装置的微电网控制技术分析[A];决策论坛——系统科学在工程决策中的应用学术研讨会论文集（上）[C];2015年

5 任青;王海燕;同向前;;户用微电网能量管理系统研究[A];第四届全国电能质量学术会议暨电能质量行业发展论坛：电能质量与高效优质用电论文集[C];2015年

6 董晔弘;王珏;王叶;陶友传;;基于可再生能源利用的孤岛微电网[A];第十七届中国科协年会——分6　中国海洋工程装备技术论坛论文集[C];2015年

7 ;微电网应用技术介绍[A];中国农机工业协会风能设备分会《中小型风能设备与应用》（2015年第2期）[C];2015年

8 肖朝霞;方红伟;张献;;智能微电网研究综述[A];天津市电机工程学会2009年学术年会论文集[C];2009年

9 ;《推进并网型微电网建设试行办法》对中小风电行业发展的影响[A];中小型风能设备与应用（2017年12月·第2期 总第26期）[C];2017年

10 卢洋;袁月亮;李科;;并网型微电网电源容量优化配置[A];2017年江西省电机工程学会年会论文集[C];2018年

相关重要报纸文章 前10条

1 本报记者 秦虹;微电网点亮电力“空白区”[N];中国电力报;2019年

2 本报记者 贾涛;刘怡：智慧微电网助力大同能源革命[N];大同日报;2019年

3 本报记者 苏南;微电网渐成综合能源最有效应用形式[N];中国能源报;2019年

4 华东电力设计院智慧能源室主任 吴俊宏;应以用户需求为目标重新定位微电网[N];中国能源报;2019年

5 本报记者 孙兴维 通讯员 尹继冬 赵金石;智能微电网惠及边关哨所[N];解放军报;2019年

6 朱晖 茹心芹 姬秋华;南瑞集团承担的光储微电网技术成果通过鉴定[N];国家电网报;2019年

7 记者 黄蕾 通讯员 马龙鹏 夏衍;江苏开山岛微电网风机基础完成浇筑[N];国家电网报;2019年

8 本报记者 秦虹;微电网建设将逐步实现多能互补[N];中国电力报;2019年

9 记者 张健 黄蕾 通讯员 夏衍;开山岛智能微电网建成投运[N];国家电网报;2019年

10 记者 陈兵 通讯员 夏衍;开山岛智能微电网建成投运[N];连云港日报;2019年

相关博士学位论文 前10条

1 胡亚龙;微电网的功率均分与经济性调控[D];浙江大学;2019年

2 颜宁;基于环网架构的多互联微电网能量管理及协调控制策略研究[D];沈阳工业大学;2019年

3 吴盛军;微电网中电动汽车储能优化控制及储能梯级利用研究[D];东南大学;2017年

4 汤庆峰;广义需求侧资源接入下多种形态微电网的优化运行方法[D];华北电力大学(北京);2015年

5 李玉梅;环形直流微电网运行控制及其稳定性分析[D];武汉大学;2017年

6 王环;基于极值优化的三相逆变电源与微电网控制方法研究[D];湖南大学;2018年

7 温烨婷;微电网中虚拟同步发电机并联控制技术研究[D];湖南大学;2018年

8 周小平;微电网功率协调控制关键技术研究[D];湖南大学;2018年

9 王海燕;独立运行模式下微电网的能量管理与协调控制策略研究[D];西安理工大学;2017年

10 及刂非凡;网络系统同步输出调节及其在微电网中的应用[D];浙江大学;2017年

相关硕士学位论文 前10条

1 毛泽民;光储直流微电网运行控制的研究[D];天津理工大学;2019年

2 李易隆;微电网负荷预测及能量优化调度研究[D];天津理工大学;2019年

3 柴军伟;微电网分散式控制策略与能量管理系统研究[D];浙江大学;2019年

4 楼悦欣;基于微电网的双向AC/DC变换器的控制策略研究[D];浙江大学;2018年

5 陈杰涛;蜂巢状配电网能量/信息交换基站研究[D];浙江大学;2019年

6 邓鸿侨;可编程微电网实验平台设计及其DC/DC变流器接口无源化[D];浙江大学;2019年

7 徐豪玲;微电网新型自适应下垂控制策略研究[D];浙江大学;2018年

8 江峰;并网型微电网中分布式电源协调自治研究[D];浙江大学;2019年

9 张亦冰;并网型微电网能量协调控制与能量优化管理研究[D];河北科技大学;2019年

10 马红伟;基于储能的直流微电网双向DC/DC变换器的优化设计[D];安徽工程大学;2019年

本文编号：2771285