配电网直流电能路由器及能量分配算法研究

发布时间：2017-08-28 20:47

  本文关键词：配电网直流电能路由器及能量分配算法研究

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【摘要】：分布式电源的并网会对电网的安全稳定运行造成较大的影响,分布式电源的本地消耗与存储不仅能够更有效的利用分布式电源,还能解决分布式接入的问题。对于输出直流电的分布式电源,并入直流配电网将减少电能转换损耗和控制复杂度。同时,用户侧的直流负荷也在不断增加,研究分布式电源在直流配电网中的应用具有重要的意义。直流电能路由器是实现电能分配和电能双向流动的关键设备。本文主要设计了直流电能路由器以及能量分配算法。直流电能路由器的设计主要包括控制模块、开关阵列、通信模块、检测模块和双向DC-DC变换电路,可以实现电压转换、实时通信和电路交换等功能。提供两种传输策略：(1)高频电子开关将直流电能分段并添加上信息标签变为电能包,由电能路由器进行分组传输；(2)通过控制开关阵列,对电源进行直接的电路交换。通过直流电能路由器实现区域内或者区域间信息和电路交换,优化且灵活的管理小区内部和小区边界的电能并避免拥塞。能量分配算法的设计采用基于连续最短路径的电能路由算法,计算出最佳的电源-负载配对和路由。利用路径资源预留的方法为电源-负载对保留电能传输通道,实现电能的电路交换；采用电能直接中继的方法,为小区内不同的电能分组提供时隙交换和传输。最后利用MATLAB对电能分配和路由算法进行了仿真,并给出了参数变化情况的结果对比,验证算法的网络优化性能。
【关键词】：直流配电网 电能路由器 能量分配
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM73
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.3 本文的主要工作11-13
• 第2章 互联网及电能路由相关技术13-17
• 2.1 直流配电网13
• 2.2 互联网路由技术13-14
• 2.3 能源互联网14-16
• 2.4 本章小结16-17
• 第3章 分布式电源直流网络17-24
• 3.1 直流小区概念17-18
• 3.2 直流区域网络18-20
• 3.3 直流电能调度20-23
• 3.3.1 电能请求过程20-21
• 3.3.2 电能包的概念21-22
• 3.3.3 电能分组传输22-23
• 3.4 本章小结23-24
• 第4章 直流电能路由器设计24-38
• 4.1 直流电能路由器的整体设计24-27
• 4.1.1 直流电能路由器的功能24-25
• 4.1.2 直流电能路由器的分类25-26
• 4.1.3 直流电能路由器的整体架构26-27
• 4.2 控制芯片外围电路设计27-29
• 4.2.1 CPU选型及外围电路设计27-29
• 4.2.2 整体电源供电电路设计29
• 4.3 直流载波通信模块设计29-32
• 4.3.1 电力线载波通信29-31
• 4.3.2 芯片选型及电路设计31-32
• 4.3.3 耦合电路的设计32
• 4.4 辅助模块设计32-36
• 4.4.1 开关阵列的设计32-33
• 4.4.2 DC-DC变换电路33-35
• 4.4.3 数据采集模块的设计35-36
• 4.5 直流电能路由器的应用实例36-37
• 4.6 本章小结37-38
• 第5章 能量分配算法设计38-50
• 5.1 电能分配原则设计38-39
• 5.2 电能传输策略设计39-42
• 5.2.1 路径资源预留39-40
• 5.2.2 电能直接中继40-42
• 5.3 电能路由算法设计42-44
• 5.3.1 电能分配数学模型42-43
• 5.3.2 电能分配路由算法43-44
• 5.4 电能路由算法仿真44-49
• 5.4.1 算法仿真算例44-46
• 5.4.2 算例仿真结果46
• 5.4.3 参数变化仿真46-49
• 5.5 本章小结49-50
• 第6章 总结与展望50-52
• 6.1 总结50-51
• 6.2 展望51-52
• 参考文献52-57
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果57-58
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作58-59
• 致谢59

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本文编号：749403