直流微网分布式电源控制及能量管理策略研究

发布时间：2017-05-19 09:17

  本文关键词：直流微网分布式电源控制及能量管理策略研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着能源短缺的问题日益严峻,新能源的开发利用已成为社会的发展趋势,因此采用分布式电源作为能量供给的微电网技术越来越受到重视。但是分布式电源发出的电能受环境影响较大,不能直接并网利用,为了减少分布式电源引起的消极影响,同时又能保留其原有的优势,提出了微网的概念。直流微电网是采用直流配电方式、通过公共直流母线将分布式电源连接起来的可控系统。它通过一个变流器实现并网控制。与交流微网相比,直流微网不需要对相位和频率进行控制,减少了能量变换环节,控制简单可靠,更具研究价值。母线电压的稳定是衡量直流微网系统是否平衡的重要标准。直流微网运行时,如果母线电压变化较大,连接分布式电源和直流母线的DC/DC变换器在工作过程中,占空比会大幅度变化,使DC/DC变换器呈现严重的非线性,输出电压不稳定。针对这一问题,提出电压环采用基于比例切换的滑模变结构控制,电流环采用传统PI控制器的双闭环控制方案。仿真表明,本控制方案可以有效提高DC/DC变换器的鲁棒性,缩短过渡过程,抑制高频抖振,减小输出电压波动,满足高品质性能要求。分布式电源发电受环境影响较大,如果直接并网,随着分布式发电渗透率逐渐升高,会对电网造成冲击,带来一系列问题,影响电网的稳定性。而传统的解决方法是,电网一旦出现问题,则立即将分布式电源切掉,这样严重限制了新能源的利用。针对这一问题,设计了适用于不同分布式电源的并网控制器对其进行控制,并提出电压分层协调控制策略,对各电力电子变换器的工作方式进行协调,从而保证直流微网的功率平衡。仿真结果表明,直流微网在不同工况下可以稳定运行,各变换器也会根据母线电压的不同变化做出快速响应,从而提高系统的稳定性和供电质量。
【关键词】：直流微网 DC/DC变换器 滑模变结构控制 供电质量 协调控制策略
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM46
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.1.1 课题研究背景9-10
• 1.1.2 课题研究意义10
• 1.2 直流微网研究问题描述10-11
• 1.3 直流微网研究现状11-14
• 1.4 本文主要研究内容14-15
• 第2章 直流微网分布式电源模型建立15-34
• 2.1 光伏阵列模型建立15-26
• 2.1.1 光伏电池工作原理15-16
• 2.1.2 光伏阵列模型建立16-19
• 2.1.3 光伏阵列输出特性仿真分析19-22
• 2.1.4 光伏阵列最大功率跟踪控制策略22-26
• 2.2 风力发电系统模型建立26-33
• 2.2.1 风力发电机工作原理26-29
• 2.2.2 风力机发电机模型建立29-30
• 2.2.3 风力发电机输出特性仿真分析30-31
• 2.2.4 风力发电机最大功率跟踪控制策略31-33
• 2.3 本章小结33-34
• 第3章 分布式电源并网控制研究34-51
• 3.1 直流微网的构建34-36
• 3.2 分布式电源并网控制器设计36-39
• 3.2.1 DC/DC变换器37-38
• 3.2.2 DC/DC变换器数学模型38
• 3.2.3 DC/DC变换器控制结构38-39
• 3.3 基于比例切换的滑模变结构控制策略39-44
• 3.3.1 滑模变结构控制原理39-41
• 3.3.2 仿真分析41-44
• 3.4 蓄电池并网控制器设计44-49
• 3.4.1 蓄电池的充放电控制策略的设计45-47
• 3.4.2 蓄电池的充放电电路设计47-48
• 3.4.3 蓄电池充放电控制策略仿真分析48-49
• 3.5 本章小结49-51
• 第4章 直流微网能量管理策略研究51-65
• 4.1 直流微电网分层控制策略51-52
• 4.2 下垂控制策略52-58
• 4.2.1 下垂控制策略工作原理53-54
• 4.2.2 光伏阵列下垂控制策略54-55
• 4.2.3 储能单元下垂控制策略55-57
• 4.2.4 下垂控制策略仿真分析57-58
• 4.3 切除控制策略58-61
• 4.4 直流微电网分层控制策略仿真分析61-63
• 4.5 本章总结63-65
• 第5章 结论65-66
• 参考文献66-69
• 在学研究成果69-70
• 致谢70

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 郭恒;;含分布式电源的配网保护[J];科技风;2012年21期

2 陈祥;崔弘;买文捷;;分布式电源技术相关问题的讨论[J];电气应用;2013年11期

3 武祖林;;浅析分布式电源接入对配网的影响[J];科技与企业;2013年24期

4 赵政;;我国分布式电源产业挑战分析与应对策略[J];轻工科技;2013年11期

5 汪君;;分布式电源并网管理措施的探讨[J];通讯世界;2013年23期

6 何季民;分布式电源技术展望[J];东方电气评论;2003年01期

7 张国光;分布式电源技术简介[J];电气时代;2004年11期

8 Dhaval Dalal;分布式电源结构发展趋势[J];电子与电脑;2004年10期

9 陈金富,卢炎生;分布式电源技术在我国的应用探讨[J];水电能源科学;2005年02期

10 王成山;陈恺;谢莹华;郑海峰;;配电网扩展规划中分布式电源的选址和定容[J];电力系统自动化;2006年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 陈排患;;大力发展天然气发电,全面推进分布式电源建设[A];首届长三角科技论坛——能源科技分论坛论文集[C];2004年

2 陈祥;;分布式电源系统接入影响[A];2011年云南电力技术论坛论文集（入选部分）[C];2011年

3 杜永平;杨富民;洪志勇;张建文;贾雅君;;分布式电源模型分析及并网优化研究[A];第二十届华东六省一市电机工程（电力）学会输配电技术讨论会论文集[C];2012年

4 ;关于做好分布式电源并网服务工作的意见[A];中国农业机械工业协会风能设备分会2013年度论文集（上）[C];2013年

5 赵云军;唐巍;;含分布式电源的配电网可靠性研究[A];中国农业工程学会电气信息与自动化专业委员会、中国电机工程学会农村电气化分会科技与教育专委会2010年学术年会论文摘要[C];2010年

6 刘森;李盛伟;李永丽;;逆变型分布式电源对配电网保护的影响[A];2007中国继电保护及自动化行业年会论文集[C];2007年

7 郭明珠;田世明;王莹;;基于光储系统的分布式电源即插即用研究[A];2012年电力通信管理暨智能电网通信技术论坛论文集[C];2013年

8 ;《关于做好分布式电源并网服务工作的意见》[A];中国农机工业协会风能设备分会《中小型风能设备与应用》（2014年第3期）[C];2014年

9 王少林;唐巍;;分布式电源出力和配网重构综合优化[A];中国农业工程学会电气信息与自动化专业委员会、中国电机工程学会农村电气化分会科技与教育专委会2010年学术年会论文摘要[C];2010年

10 盛方正;周宇栋;陈之琛;;基于选择不同暂态阻抗的分布式电源接入容量分析[A];第十九届输配电研讨会论文集[C];2011年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者 彭源长 苟慧智;分布式电源不可忽视[N];中国电力报;2006年

2 赵菊昌;青海公司调研用户分布式电源建设[N];国家电网报;2010年

3 国家能源局电力安全监管司 苑舜　周波;推动分布式电源发展的思考与建议[N];中国电力报;2013年

4 本报记者 郭惠;全力支持分布式电源发展[N];国家电网报;2014年

5 记者 王旭辉 通讯员 马旭升;青海分布式电源建设健康快速[N];中国能源报;2014年

6 本报实习记者 王颖春;分布式电源并网技术规定已上报能源局[N];中国证券报;2010年

7 国网能源研究院 黄碧斌;分布式电源健康发展须完善政策体系[N];国家电网报;2013年

8 中国社科院财经战略研究院 冯永晟;促进分布式电源发展是多方共同责任[N];中国消费者报;2013年

9 本报记者 王旭辉;分布式电源并网服务日趋规范化[N];中国能源报;2013年

10 通讯员 林梅妹　陈德钧;福建高效服务分布式电源并网[N];中国电力报;2013年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 付学谦;考虑配电网网损和电能质量的分布式电源优化配置[D];华南理工大学;2015年

2 孟建辉;分布式电源的虚拟同步发电机控制技术研究[D];华北电力大学;2015年

3 张欣;直流分布式电源系统稳定性研究[D];南京航空航天大学;2014年

4 DANG NGOC HUY(邓玉辉);主动配电网中分布式电源的虚拟同步发电机控制技术研究[D];华北电力大学;2015年

5 周天沛;微网中的分布式电源和储能资源的优化运行与管理研究[D];中国矿业大学;2015年

6 刘志鹏;分布式电源和电动汽车对配电系统规划和运行的影响研究[D];华南理工大学;2013年

7 麻秀范;含分布式电源的配电网规划与优化运行研究[D];华北电力大学;2013年

8 马亚辉;含分布式电源的综合负荷建模方法研究[D];湖南大学;2013年

9 李安寿;分布式电源系统稳定性研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

10 孔祥平;含分布式电源的电网故障分析方法与保护原理研究[D];华中科技大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王瑶;分布式电源接入配电网的优化配置研究[D];昆明理工大学;2015年

2 黄付顺;基于时序特性的分布式电源优化配置研究[D];西南交通大学;2015年

3 刘建;含分布式电源的配电网规划[D];西南交通大学;2015年

4 巩翔宇;含分布式电源的配电网谐波潮流计算分析[D];郑州大学;2015年

5 张胜鑫;分布式电源并网中电能质量在线监测装置的开发与应用[D];山东大学;2015年

6 赵明;含分布式电源的配电网继电保护研究[D];河北农业大学;2015年

7 龙淼;含分布式电源的配网保护研究与方案设计[D];山东大学;2015年

8 张曦;基于广域信息的DG孤岛保护控制研究[D];山东大学;2015年

9 梅红兴;主动配电网中分布式电源优化配置研究[D];上海交通大学;2015年

10 张皓然;基于流算法的含分布式电源配电网扩展规划[D];上海交通大学;2015年

  本文关键词：直流微网分布式电源控制及能量管理策略研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：378304