光储型直流微电网稳定性分析及实验研究
发布时间：2021-07-08 09:52
新兴能源需求的快速增长,使得光储型直流微电网（Microgrid,微电网）得到了巨大的发展,它凭借其分布较为灵活、控制相对简单等优点获得了学者的关注。正文针对光储型直流微电网的电路拓扑设计、相应的分层控制方法以及稳定性展开研究。此外正文也对直流微电网的增强频率下垂控制方法和数学模型展开分析,详细研究内容如下:（1）对光储型直流微电网各部分进行了详细的说明与相关建模的计算。在此基础上为应对实际环境中各种复杂工况,包括光照强度变化、电压参考值变化、恒功率负载接入等,设计了一套电压等级为72V的光储型直流微电网系统,并且设计了相应的分层控制方法。底层控制实现各部分自身的稳定工作;顶层控制用来控制各部分系统之间的联系保证系统整体可靠稳定运行。通过PLECS测试充分显示出光储型直流微电网分层控制方法的优良效果,并且还可以看出系统应对不同条件变换时具有良好动态响应,响应时间均小于0.5s。（2）本文分析了下垂控制与频率下垂控制两种传统的控制方法并对两种控制方法进行相关的建模分析。最后通过PLECS分别对两控制方法的相关理论在不同工况下进行验证,包括控制策略切换、电压参考值变化、下垂系数变化以及负载...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：112 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
混合母线的光储型直流微电网系统框图
┑鏪16]。为了保证光储型直流微电网与电网、负荷具有良好的交互性能，因此作为连接桥梁的各类变换器设备也是光储型直流微电网领域的重要组成，微电网中各类变换器的控制方法是解决稳定运行的关键。PV发电装置和储能装置都是通过相应的电力电子变换器连接母线，功率在整个系统之间传输流动，因此母线电压的稳定是保证功率流动的关键；同时，各单元的线路阻抗具有较大的随机性会导致变换器输出功率分配不均衡，严重的会对系统造恶劣的影响，因此以上两点要求对实现光储型直流微电网稳定尤为重要。1.2光储型直流微电网结构图1-2光储型直流微电网结构示意图对于上面所提的问题，学者对光储型直流微电网的技术进行了研究。首先从光储型直流微电网的结构入手，如图1-2所示为光储型直流微电网结构示意图。由图可知，光储型直流微电网主要由以下几部分重要设备所构成，包括：（1）光伏（PV）阵列：PV设备可将接受到的太阳能转换为电流输出，光伏发电系统的核心设备是光伏电池，光伏电池可以分组进而形成集成面板或者阵列。PV设备的端子上产生的直流电压和电流可以直接为照明系统和直流电动机之类的小型负载供电。光伏阵列获得的能量大小与太阳的光照强度有关，同时也会受到温度，湿度等因素的影响[18,19]。（2）储能装置：在光储型直流微电网系统中，储能系统是必不可少的组成部分。储能装置结构模型包括等效的蓄电池、储能电感以及承担功率双向流动的DC/DC斩波电路等。可以用存储和输出的方式来解决系统之间功率的差异，保证光储型直流微电网功率流动的稳定[20]。（3）DC/DC变换器：在PV系统中光伏阵列通过连接Boost升压斩波电路，
电子科技大学硕士学位论文4图1-3MPPT控制下PV发电装置运行框图本文主要针对所搭建的光储型直流微电网系统，将Boost直流斩波电路分别设置了两种工作模式：即MPPT自动化输出方式和保持恒定电压的输出方式。控制器可以根据光伏系统的母线电压的大小，对Boost斩波电路进行各种工作模式自动化的控制和变换，使光伏阵列可以灵活的根据系统的需求来实现功率的控制输出，相比于传统的将光伏阵列固定在MPPT输出模式上的方法更加灵活，更能满足离网型光伏系统能量自给自足的特点，本内容将在第二章详细介绍。1.4直流微电网控制方法相较于交流微电网，直流微电网有很多的优势，例如损耗相对较少、且较为可靠，由于没有频率、集肤效应，无功功率、电压同步、相位不平衡等的问题，直流微电网的损耗也更少，同时可以更加便捷的与直流负载相连接[30-32]。直流微电网的分层控制方法是应用最为广泛的一种方法[33]，通常分层的控制结构主要可分为两种：两层式控制和三层式控制。三层式是在前者的基础上又增加了对于整体能量的管理方法。图1-4微电网分层控制策略结构示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚焦太阳能量 筑就宜居梦想——2019年北方地区清洁能源供暖峰会暨山西省“太阳能+”多能互补技术交流会[J]. 能源与节能. 2019(02)
[2]擘画雅江,水能兴藏——华能积极推进西藏水电开发[J]. 李超毅,常江. 水力发电. 2019(02)
[3]多能互补、集成优化能源系统关键技术及挑战[J]. 艾芊,郝然. 电力系统自动化. 2018(04)
[4]自治直流微电网分层控制策略[J]. 邱摇摇,杨秀,何虹历. 电力建设. 2016(10)
[5]光储微电网运行模式无缝切换方法研究[J]. 史朝晖,李忠,钟志刚,孟东飞. 电力科学与技术学报. 2016(02)
[6]我国生物能源的开发利用现状[J]. 曾俊棋,岳万福. 生物学教学. 2016(06)
[7]关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见[J]. 城市燃气. 2016(04)
[8]超级电容储能系统动态综合等效模型[J]. 李欣然,徐婷婷,谭绍杰,程兴婷,曾小军. 系统仿真学报. 2016(04)
[9]基于多端口DC/DC变换器的混合储能系统自适应能量控制策略[J]. 田明杰,吴俊勇,郝亮亮,熊飞,张巨瑞,张皎. 电网技术. 2015(12)
[10]基于离散一致性的孤立直流微网自适应下垂控制[J]. 吕振宇,吴在军,窦晓波,胡敏强,赵波. 中国电机工程学报. 2015(17)
硕士论文
[1]直流微电网协调控制策略及实验研究[D]. 林成嘉.电子科技大学 2018
本文编号：3271340
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：112 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
混合母线的光储型直流微电网系统框图
┑鏪16]。为了保证光储型直流微电网与电网、负荷具有良好的交互性能，因此作为连接桥梁的各类变换器设备也是光储型直流微电网领域的重要组成，微电网中各类变换器的控制方法是解决稳定运行的关键。PV发电装置和储能装置都是通过相应的电力电子变换器连接母线，功率在整个系统之间传输流动，因此母线电压的稳定是保证功率流动的关键；同时，各单元的线路阻抗具有较大的随机性会导致变换器输出功率分配不均衡，严重的会对系统造恶劣的影响，因此以上两点要求对实现光储型直流微电网稳定尤为重要。1.2光储型直流微电网结构图1-2光储型直流微电网结构示意图对于上面所提的问题，学者对光储型直流微电网的技术进行了研究。首先从光储型直流微电网的结构入手，如图1-2所示为光储型直流微电网结构示意图。由图可知，光储型直流微电网主要由以下几部分重要设备所构成，包括：（1）光伏（PV）阵列：PV设备可将接受到的太阳能转换为电流输出，光伏发电系统的核心设备是光伏电池，光伏电池可以分组进而形成集成面板或者阵列。PV设备的端子上产生的直流电压和电流可以直接为照明系统和直流电动机之类的小型负载供电。光伏阵列获得的能量大小与太阳的光照强度有关，同时也会受到温度，湿度等因素的影响[18,19]。（2）储能装置：在光储型直流微电网系统中，储能系统是必不可少的组成部分。储能装置结构模型包括等效的蓄电池、储能电感以及承担功率双向流动的DC/DC斩波电路等。可以用存储和输出的方式来解决系统之间功率的差异，保证光储型直流微电网功率流动的稳定[20]。（3）DC/DC变换器：在PV系统中光伏阵列通过连接Boost升压斩波电路，
电子科技大学硕士学位论文4图1-3MPPT控制下PV发电装置运行框图本文主要针对所搭建的光储型直流微电网系统，将Boost直流斩波电路分别设置了两种工作模式：即MPPT自动化输出方式和保持恒定电压的输出方式。控制器可以根据光伏系统的母线电压的大小，对Boost斩波电路进行各种工作模式自动化的控制和变换，使光伏阵列可以灵活的根据系统的需求来实现功率的控制输出，相比于传统的将光伏阵列固定在MPPT输出模式上的方法更加灵活，更能满足离网型光伏系统能量自给自足的特点，本内容将在第二章详细介绍。1.4直流微电网控制方法相较于交流微电网，直流微电网有很多的优势，例如损耗相对较少、且较为可靠，由于没有频率、集肤效应，无功功率、电压同步、相位不平衡等的问题，直流微电网的损耗也更少，同时可以更加便捷的与直流负载相连接[30-32]。直流微电网的分层控制方法是应用最为广泛的一种方法[33]，通常分层的控制结构主要可分为两种：两层式控制和三层式控制。三层式是在前者的基础上又增加了对于整体能量的管理方法。图1-4微电网分层控制策略结构示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚焦太阳能量 筑就宜居梦想——2019年北方地区清洁能源供暖峰会暨山西省“太阳能+”多能互补技术交流会[J]. 能源与节能. 2019(02)
[2]擘画雅江,水能兴藏——华能积极推进西藏水电开发[J]. 李超毅,常江. 水力发电. 2019(02)
[3]多能互补、集成优化能源系统关键技术及挑战[J]. 艾芊,郝然. 电力系统自动化. 2018(04)
[4]自治直流微电网分层控制策略[J]. 邱摇摇,杨秀,何虹历. 电力建设. 2016(10)
[5]光储微电网运行模式无缝切换方法研究[J]. 史朝晖,李忠,钟志刚,孟东飞. 电力科学与技术学报. 2016(02)
[6]我国生物能源的开发利用现状[J]. 曾俊棋,岳万福. 生物学教学. 2016(06)
[7]关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见[J]. 城市燃气. 2016(04)
[8]超级电容储能系统动态综合等效模型[J]. 李欣然,徐婷婷,谭绍杰,程兴婷,曾小军. 系统仿真学报. 2016(04)
[9]基于多端口DC/DC变换器的混合储能系统自适应能量控制策略[J]. 田明杰,吴俊勇,郝亮亮,熊飞,张巨瑞,张皎. 电网技术. 2015(12)
[10]基于离散一致性的孤立直流微网自适应下垂控制[J]. 吕振宇,吴在军,窦晓波,胡敏强,赵波. 中国电机工程学报. 2015(17)
硕士论文
[1]直流微电网协调控制策略及实验研究[D]. 林成嘉.电子科技大学 2018
本文编号：3271340
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3271340.html
