随着第三代电网的发展,可再生能源发电占较大份额和智能化成为电网的主要特征,利用可再生能源的关键是如何高效地将可再生能源转化为电能使用。而随着传统大电网的弊端越来越突出,采用以可再生能源发电为主的分布式发电系统逐渐受到关注。为了使得分布式发电系统的优势得到充分发挥,以分布式发电系统、储能系统、负荷以及相关保护装置组成的微电网成为了国内外的重点研究对象,良好的运行控制策略是实现微电网各种技术经济优势的基础,也是目前微电网研究领域的关键和热点问题之一。由于微电网中包含大量的的分布式电源,运行工况相对复杂,如何协调微电网中各种分布式电源,使得微电网在并网、孤岛、两种模式切换过程中稳定运行以及实现全网崩溃后的黑启动恢复显得至关重要。本文针对以上问题,以含有多种分布式电源的微电网为研究对象,深入研究微电网系统的整体运行策略以及黑启动等问题,论文的主要研究内容包括:(1)在阐述微电网系统及其发电单元工作原理以及控制策略的基础上,给出典型结构的微电网系统整体模型,为微电网系统的整体运行策略以及黑启动策略研究打下基础。(2)在阐述微电网中逆变器常用控制方法的基础上,设计并搭建了PQ控制器、V/f控制器、下垂控制器模型,其中针对传统下垂控制的有差调节问题,在传统的下垂控制中,增加了电压频率的二次调整环节,对改进后的下垂控制器进行了详细分析与设计,并通过仿真验证了其能够实现频率的无差调节,同时能够减少电压的偏移和波动。(3)对微电网整体运行模式中的主从控制和对等控制展开详细研究。其中针对主从控制结构微电网并离网切换时产生暂态冲击的问题,在考虑微源特性的前提下,采用一种基于状态补偿的平滑切换策略,并通过仿真验证了该策略的有效性;将改进后的下垂控制应用于对等控制结构的微电网中,在三种工况下与传统下垂控制进行了对比分析,进一步指出改进后下垂控制的优势与存在的不足;其中针对对等控制微电网由孤岛重新并网过程中的暂态冲击问题,采用了一种基于下垂控制的预同步控制策略,并通过仿真验证了该策略的有效性。(4)最后,对微电网的黑启动功能进行了研究,在阐述电网黑启动的基本概念以及恢复策略的基础上,针对微电网在分布式电源、整个网架结构等方面的特点,提出了一种基于串行恢复的微电网黑启动策略,并设计了相应的黑启动恢复流程,最后通过仿真验证了该黑启动策略的有效性。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM732
【参考文献】
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2821982
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