交直流混合微电网中互联变流器功率控制研究

发布时间：2020-09-03 12:14

　　 随着经济的快速发展,国民用电需求迅速增加,利用化石燃料的发电体系带来了日益严峻的能源危机与环境问题。为了实现可持续发展、保护人类赖以生存的环境,风能、太阳能等取之不尽用之不竭、环保无污染的清洁能源得到了大力开发与利用,进而促使了分布式电源的兴起,分布式发电技术迅速发展。自欧美、日本等发达国家率先提出清洁环保、能源供给多样化以及可提供个性化电力的微电网以来,分布式发电和微电网技术开始得到国内外学者的密切关注。本文选题是基于国家“863”项目“交直流混合配电网关键技术”,开展了以下几个方面的工作。针对交直流混合微电网,分析了其在并网运行与孤岛运行两种模式下的功率平衡关系,介绍了微源常用的控制方法、微电网的控制策略以及双向DC/DC变流器的工作原理。建立了互联变流器直流侧电压、交流侧频率与微电网间交换功率的数学联系,提出了交直流微电网单位化混合下垂控制;并将互联变流器的交直流下垂特性曲线分段,实现分区控制运行,减少了功率开关器件的频繁动作以及交换功率方向的来回切换,提高了系统运行的稳定性以及并网点的电能质量。在PSCAD/EMTDC搭建了交直流混合微电网仿真模型,结果表明在并网运行以及孤岛运行两种模式下,互联变流器在交直流下垂特性曲线的各个区间都能快速、准确的调节直流微电网与交流微电网之间的交换功率值,验证了所提出控制策略的可行性。随着交直流微电网容量以及规模的不断扩大,多互联变流器并列运行情况成为可能。针对多互联变流器并列运行的交直流混合微电网,设计了功率分层控制系统。微源的接口变流器作为交直流混合微电网的底层单元,响应速度快,控制等级低,实现对负荷的实时跟踪;交直流微电网间的功率交换作为中间控制层,保证微电网间的功率平衡;互联变流器间的功率协调作为顶层控制,响应速度慢,控制等级高,实现系统的优化运行。为了使交换功率能够在互联变流器间实现最优分配,本文以多个互联变流器综合传输效率最大化为目标,设计了功率分配的优化控制算法。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,在并网运行和孤岛运行两种模式下,功率交换层都能够快速、准确的调节交流微电网与直流微电网间的功率交换值;功率协调层都能实现交换功率的最优分配;验证了分层控制策略的可行性。
【学位单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TM46

【参考文献】

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8 刘贵;刘琦;赵景涛;王前双;杨涛;;河北电力科技园光、储、热一体化示范工程[J];供用电;2015年01期

9 唐洪良;郑军;杨强;;直流微型电网保护系统的研究现状与关键技术[J];电工电气;2014年10期

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本文编号：2811413