新能源分布式发电及其优化控制技术

发布时间：2021-04-22 21:43

　　新能源分布广泛,对环境清洁无污染,尤其以风能和太阳能为主的新能源大规模开发利用已经成为目前研究的热门领域。然而,风能与太阳能发电受到环境的制约,输出功率不稳定且不能满足供电要求,甚至威胁电网安全运行。根据风能与太阳能发电的天然互补特性并配置一定容量的储能装置,构建分布式发电系统,可有效平滑输出功率并提高供电质量。首先,论文结合风能、太阳能和储能系统的时空禀赋特性,搭建了风力、光伏发电系统以及混合储能系统的数学模型并分析其运行特性。然后,论文在分布式发电系统混合储能设计、最大功率跟踪技术和并网逆变器控制等方面进行了深入研究。论文设计了由超级电容器和铅蓄电池构成的混合储能系统控制方法,提高了储能系统整体性能并延长了使用寿命。论文研究了分布式发电系统复合法最大功率点跟踪技术,具有跟踪速度快、跟踪精度高以及不易发生跟踪方向误判等优点。论文提出了基于虚拟同步发电机的并网逆变器控制技术,利用预同步技术控制并网频率和并网电压,实现了分布式发电系统孤岛状态与并网状态之间的无缝切换。最后,论文通过实验仿真,证明了所设计的控制方法可优化分布式发电系统运行特性,提高系统运行稳定性和输出电能质量。 

【文章来源】：山东理工大学山东省

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
        1.1.1 课题的研究背景
        1.1.2 课题的研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文主要研究内容
第二章 分布式发电互补性分析及模型建立
    2.1 分布式电源时空禀赋特性分析
        2.1.1 风力发电时空禀赋特性分析
        2.1.2 光伏发电时空禀赋特性分析
        2.1.3 储能系统禀赋特性分析
        2.1.4 分布式电源互补性分析
    2.2 风力发电与太阳能发电模型分析
        2.2.1 风力发电系统模型分析
        2.2.2 光伏发电系统模型分析
        2.2.3 储能系统模型分析
        2.2.4 变流器模型分析
        2.2.5 分布式发电系统模型分析
    2.3 风力发电系统与光伏发电系统功率控制
    2.4 混合储能系统设计
        2.4.1 混合储能系统设计原理
        2.4.2 混合储能系统连接形式
        2.4.3 混合储能系统充放电控制
    2.5 混合储能系统平抑输出功率仿真
    2.6 本章小结
第三章 分布式发电最大能量捕获技术
    3.1 风力发电系统最大功率点跟踪
        3.1.1 最优尖速比法最大功率点跟踪
        3.1.2 最佳功率反馈法最大功率点跟踪
        3.1.3 扰动观测法最大功率点跟踪
    3.2 光伏发电系统最大功率点跟踪
        3.2.1 恒电压法最大功率点跟踪
        3.2.2 干扰观测法最大功率点跟踪
        3.2.3 电导增量法最大功率点跟踪
        3.2.4 最大功率点跟踪方向的误判
        3.2.5 局部阴影下最大功率点跟踪
    3.3 分布式发电复合法最大功率点跟踪
    3.4 分布式发电最大功率点跟踪仿真
    3.5 本章小结
第四章 分布式发电并网控制技术
    4.1 逆变器控制
        4.1.1 逆变器外环控制
        4.1.2 逆变器内环控制
    4.2 同步发电机数学模型
        4.2.1 电气部分
        4.2.2 机械部分
    4.3 虚拟同步发电机数学模型
    4.4 虚拟同步发电机控制系统
        4.4.1 虚拟调速器设计
        4.4.2 虚拟励磁控制器设计
        4.4.3 虚拟同步发电机控制系统整体结构
    4.5 虚拟同步发电机参数计算与频率、电压控制
        4.5.1 转动惯量
        4.5.2 虚拟阻抗
        4.5.3 有功-频率控制
        4.5.4 无功-电压控制
    4.6 传统的分布式发电系统频率、电压预同步控制
    4.7 基于虚拟阻抗的并网预同步控制与SVG并联环流抑制
        4.7.1 基于虚拟阻抗的并网预同步控制
        4.7.2 基于虚拟阻抗的SVG并联环流抑制
    4.8 本章小结
第五章 分布式发电系统实验仿真
    5.1 分布式发电系统模型搭建与参数设置
    5.2 分布式发电系统仿真结果
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
在读期间公开发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于虚拟同步发电机并网逆变器的控制方法研究[J]. 刘静,王蔚,陈拉拉.  中国照明电器. 2018(09)
[2]并网型风光互补发电系统优化设计研究[J]. 郑伟南,陈泓亦.  电工技术. 2018(08)
[3]含有混合储能的微电网控制策略研究[J]. 赵永来.  东北电力技术. 2018(03)
[4]基于虚拟同步发电机控制并网逆变器的研究与设计[J]. 支琴,吴映阳,金之俭.  电器与能效管理技术. 2017(20)
[5]不同应用规模下风光互补发电储能系统优化与设计[J]. 杨卫华,蒋康乐,孙文叶.  节能. 2017(10)
[6]风光互补电源储能变换器模型预测控制研究[J]. 俞容江,胡晨刚,陈忠华,陈攀,高振宇.  电力学报. 2017(04)
[7]基于虚拟同步发电机的光伏并网逆变器控制策略[J]. 朱更辉,陈国振,韩耀飞.  沈阳工业大学学报. 2017(04)
[8]基于虚拟同步发电机的并网逆变器在风力发电中的应用[J]. 计长安,李伟,罗亚桥,洪伟,朱明琳,杭丽君,李国杰,冯琳.  电信科学. 2017(S1)
[9]电网电压不平衡时的改进虚拟同步机控制策略[J]. 万晓凤,胡海林,聂晓艺,余运俊,曾繁鹏.  电网技术. 2017(11)
[10]虚拟同步发电机及其在多能互补微电网中的运行控制策略[J]. 石荣亮,张兴,刘芳,徐海珍,余勇.  电工技术学报. 2016(20)

硕士论文
[1]基于虚拟同步发电机的风力发电系统接口特性的研究[D]. 王克.华北电力大学 2015
[2]交流微电网的无功功率均分控制策略研究[D]. 刘尧.中南大学 2014



本文编号：3154518