微电网平滑切换控制策略的研究

发布时间：2017-04-10 21:29

  本文关键词：微电网平滑切换控制策略的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为了解决我国能源短缺情况,必须要加快光伏、风能、潮汐能等新能源的发展和利用,增大可再生能源所占的比例。由于微电网的运行方式方便灵活,既可以与电网并网运行,可靠的支持大电网;也可以脱离电网孤岛运行,保证当地重要负荷稳定的供电。微电网在并网/孤岛运行状态之间进行切换时,其电压变化、频率变化和电流冲击等问题都会影响到稳电网的安全稳定运行。因此,如何确保微电网在切换过程中平稳有效是微电网发展的一个重要问题,同时也是本文重点研究的内容。首先,研究分析微电网平滑切换控制系统中各种微电源的控制方法策略:PQ控制、V/f控制以及下垂控制。PQ控制方法能保证各微电源恒定功率输出,但是在微电网切换至孤岛时无法保证系统电压以及频率的稳定;V/f控制方法能确保微电网切换至孤岛时频率和电压的稳定,但是做不到各微电源最大限度的出力,因此会造成能源利用率低;而下垂控制策略属于有差调节,在微电网切换运行状态后,电压以及频率会在一定程度上偏离正常的范围而造成切换过程不平稳。通过分析对比这三种控制策略在微电网并网、孤岛以及平滑切换过程中的优缺点,本文采用改进型的微电源的V/f下垂控制,通过分析这种微电源的控制方法能保证微电网在并网时功率的输出,在切换过程中确保电压以及频率的平稳,同时保证在切换后微电网系统的电压和频率的稳定以及对本地负荷的可靠供电。随后,通过研究分析微电网平滑切换控制系统中微电网的两种整体控制策略:主从控制和对等控制,对比这两种控制策略的优缺点,提出一种微电网平滑切换的综合控制策略。即在微电网并网时,各种控制单元均采用PQ控制方法保证功率输出;在切换过程中,储能系统采用改进型的V/f下垂控制来抑制及调节电压和频率,其余控制单元沿用PQ控制恒功率输出。最后在matlab/simulink软件平台上搭建模型,通过仿真分析验证了该综合控制策略:一方面能保证微电网在切换过程中电压以及频率的平滑稳定;另一方面还能最大程度的确保微电网的功率输出;同时还减少了控制策略间的切换次数。
【关键词】：分布式电源 平滑切换 微电网控制 V/f下垂控制 综合控制策略
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM727
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 选题的背景和意义9-10
• 1.2 微电网及其切换控制研究的概述10-11
• 1.2.1 基本概念10
• 1.2.2 基本结构10-11
• 1.3 研究现状11-14
• 1.3.1 国外研究的现状11-13
• 1.3.2 国内研究的现状13-14
• 1.4 本论文研究的主要内容14-16
• 2 微电网中分布式发电技术的建模仿真研究16-31
• 2.1 微电网类型16-18
• 2.1.1 直流微电网16
• 2.1.2 交直流混合型微电网16-17
• 2.1.3 交流型微电网17-18
• 2.2 分布式光伏发电系统建模仿真分析18-25
• 2.2.1 光伏电池的数学模型18-21
• 2.2.2 光伏电池模型的构建和仿真21-25
• 2.3 分布式风力发电研究分析25-29
• 2.3.1 风力发电的原理25-26
• 2.3.2 风力发电模型26-27
• 2.3.3 直驱永磁同步发电机模型27-29
• 2.4 储能系统29-30
• 2.4.1 常见储能设备的类别29-30
• 2.4.2 蓄电池的通用模型30
• 2.5 本章小结30-31
• 3 微电网切换过程中微电源控制的研究分析31-52
• 3.1 微电网的运行模式31-33
• 3.1.1 微电网并网运行模式31-32
• 3.1.2 微电网孤岛运行模式32-33
• 3.2 逆变器的原理以及滤波器设计33-38
• 3.2.1 三相逆变器的模型33-36
• 3.2.2 LC滤波器的设计36-38
• 3.3 微电源的控制方法的研究设计38-43
• 3.3.1 PQ控制方法38-39
• 3.3.2 V/f控制方法39-40
• 3.3.3 Droop控制方法40-41
• 3.3.4 改进的V/f下垂控制策略41-43
• 3.4 储能系统的研究分析43-48
• 3.4.1 储能装置的控制方法43-46
• 3.4.2 储能系统的容量选择46-48
• 3.5 孤岛检测技术的研究分析48-51
• 3.5.1 孤岛检测原理48-49
• 3.5.2 基于逆变器的孤岛检测技术49-51
• 3.6 本章小结51-52
• 4 微电网平滑切换控制策略的仿真分析52-70
• 4.1 微电网的主从控制52-58
• 4.1.1 主从控制策略52-55
• 4.1.2 仿真分析55-58
• 4.2 微电网的对等控制58-63
• 4.2.1 对等控制策略58
• 4.2.2 分析仿真58-63
• 4.3 平滑切换的综合控制策略63-69
• 4.3.1 综合控制的模型63-65
• 4.3.2 分析仿真65-69
• 4.4 本章小结69-70
• 5 结论70-71
• 参考文献71-74
• 致谢74

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本文编号：297570