基于RTLAB的多能互补微网构建及运行控制研究

发布时间：2020-10-08 21:18

　　随着能源的日益短缺,新能源发电被广泛研究,清洁能源所占比例相应增加。大规模的清洁能源接入电网导致消纳问题显著增加,因此具有“互补”特性的多能互补微网应运而生,它克服了分布式电源的随机性和间歇性对电网的冲击,增加了供电可靠性。但由于多能互补微网在并离网切换及重负荷投切瞬间,易出现功率缺额导致电压和频率波动,并且由于负载中存在大量的变流器,这些非线性负载产生大量谐波电压,严重影响整个多能互补微网的电能质量。本文以国家电网科技项目“考虑多种源-网-荷柔性匹配方式的试验性微电网规划、运行及平台示范”为依托,对各个微源模型的建立及微源特性进行详细研究,构建多能互补微网。并以辽宁省电力科学研究院实验室现有微源的实测数据为基础,对所构建的模型进行修正,提升模型的准确度。利用多能互补微网中冷热电负荷的互补特性及热冷负荷的大惯性,在传统以电定热控制策略基础上,设计出多能互补微网能量平衡控制策略,对采用主从控制的多能互补微网进行仿真分析。首先,采用了结合主从控制和对等控制优点的多主从控制结构,解决了功率缺额引起的电压和频率波动问题。其次,针对双主微源采用的传统下垂控制策略,在负荷突变时存在电压和频率依据下垂特性波动问题,采用了鲁棒下垂控制策略,使得双主微源输出电压和频率值稳定在220V和50Hz,准确的为采用P/Q控制策略的从微源提供基准值。最后针对非线性负载产生的谐波电压,增加了谐波下垂控制策略,并与鲁棒下垂控制策略相结合,构建分频下垂控制策略,对母线电压和频率波动及谐波电压进行统一主动治理,提升多能互补微网系统的电能质量。对应用的控制策略均构建小信号模型并进行稳定性研究,通过对比仿真实验,对所提控制策略进行验证。在半实物仿真平台RTLAB中,实时运行所建立的多能互补微网及控制策略,并利用奥德利数据采集系统DEWE5000对RTLAB输出的数据进行采集分析。
【学位单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM732
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 多能互补微网国内外研究现状
    1.3 多能互补微网电能质量研究现状
    1.4 多能互补微网运行控制结构
    1.5 本文主要研究的内容
第2章多能互补微网仿真模型建立
    2.1 基于主从控制的多能互补微网结构
    2.2 微源仿真模型建立
        2.2.1 微源逆变器的控制策略
        2.2.2 风力发电系统
        2.2.3 光伏发电系统
        2.2.4 燃气轮机系统
        2.2.5 蓄电池组系统
        2.2.6 超级电容组系统
    2.3 多能互补微网能量平衡控制策略
    2.4 基于主从控制的多能互补微网仿真分析
    2.5 本章小结
第3章基于鲁棒下垂控制算法的多主从控制策略
    3.1 多能互补微网多主从控制结构
        3.1.1 多能互补微网的多主从控制结构特点
        3.1.2 基于多主从控制结构的多能互补微网
    3.2 基于鲁棒下垂控制的多能互补微网
        3.2.1 传统下垂控制策略原理
        3.2.2 鲁棒下垂控制策略原理
    3.3 鲁棒下垂控制小信号建模及稳定性分析
        3.3.1 基波下垂控制小信号建模
        3.3.2 基波下垂控制稳定性分析
        3.3.3 基于电压和频率反馈的鲁棒下垂控制小信号建模
        3.3.4 基于电压和频率反馈的鲁棒下垂控制稳定性分析
    3.4 多主从控制系统运行性能仿真分析
        3.4.1 基于下垂控制的多主从系统运行控制仿真
        3.4.2 基于鲁棒下垂控制的多主从系统运行控制仿真
    3.5 本章小结
第4章基于分频下垂控制的双主微源谐波抑制策略
    4.1 分频下垂控制策略
        4.1.1 分频下垂控制原理
        4.1.2 谐波下垂控制器设计
        4.1.3 分频下垂控制器设计
    4.2 谐波下垂控制策略小信号建模及稳定性分析
        4.2.1 谐波下垂控制策略小信号建模
        4.2.2 谐波下垂控制策略的稳定性分析
    4.3 分频下垂控制性能仿真分析
    4.4 本章小结
第5章基于RTLAB的多能互补微网半实物仿真平台
    5.1 半实物仿真系统
    5.2 基于RTLAB的半实物仿真平台
        5.2.1 RTLAB简介
        5.2.2 RTLAB半实物仿真平台简介
        5.2.3 基于RTLAB的仿真模型
    5.3 RTLAB运行结果分析
        5.3.1 实验参数选择
        5.3.2 实验分析
    5.4 本章小结
第6章结论
参考文献
在学研究成果
致谢

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