直流微电网分布式协同控制研究

发布时间：2017-10-01 13:35

  本文关键词：直流微电网分布式协同控制研究

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【摘要】：随着能源危机和环境污染的日益加剧,鉴于直流微电网在利用可再生新能源时所具有的优势,本文对直流微电网的能量管理和功率控制展开了研究。由于新能源分布分散,传统的集中控制太依赖于通信网络,而通信的故障可能会造成整个微电网的决策失误,因此,本文提出了一种不依赖通信网络的分布式协同控制策略。本文以含有多个光伏电池、储能单元和负荷的直流微电网为研究对象,根据系统内直流母线控压源的不同,将直流微电网分为并网、孤岛两大类运行模式,并设计了大电网、光伏、储能以及负荷不同工作状态间的切换机制,使得各节点通过本地控制实现系统在各运行模式间的转换,确保微电源、负荷和储能之间的功率平衡。针对光伏发电单元的降功率控制,不同于常用的恒压控制方法,本文提出一种基于逐步逼近的降功率控制方法,即根据母线电压的波动调整光伏输出电压进而降低其输出功率,既节省了设备成本又实现了和最大功率点跟踪控制之间的平滑切换。此外,为了使储能系统在维持母线电压稳定的同时,又能实现储能单元间的电流分配,达到维持储能平衡的目的,本文提出了基于SoC的自适应分布式电流分配控制方法,即各储能单元根据母线电压和自身SoC而实时调节其输出电流,使得母线电压稳定的同时,各储能单元SoC趋于一致。本文所提出的分布式协同控制策略不仅实现了直流微电网中各微电源对母线电压的协同控制,维持了系统的功率平衡,还解决了储能系统中各单元间储能不平衡的问题,且其不依赖通信的特点适用于含多个光伏和储能的微电网,有利于微电源的即插即用。最后基于Matlab/Simulink平台搭建仿真模型,并对本文的分布式协同控制策略进行了仿真验证,其效果良好,达到预期。
【关键词】：协同控制 直流微电网 分布式控制 SoC平衡
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM727
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 第1章 绪论12-19
• 1.1 研究背景及意义12-14
• 1.2 国内外研究现状14-18
• 1.2.1 微电网建模15
• 1.2.2 直流微电网控制技术15-18
• 1.3 研究内容18
• 1.4 本章小结18-19
• 第2章 直流微电网系统建模与设计19-32
• 2.1 直流微电网系统的结构组成19-31
• 2.1.1 光伏发电系统20-25
• 2.1.2 储能系统25-29
• 2.1.3 并网逆变器29-31
• 2.2 本章小结31-32
• 第3章 直流微电网的运行模式与能量管理32-39
• 3.1 集中式控制与分布式控制32-33
• 3.2 直流微电网的分布式控制33-38
• 3.2.1 运行模式设计34-35
• 3.2.2 运行模式切换35-38
• 3.3 本章小结38-39
• 第4章 光伏发电系统控制策略39-49
• 4.1 光伏发电系统的MPPT控制39-43
• 4.1.1 几类常见的MPPT方法39-41
• 4.1.2 变步长的扰动观测法41-43
• 4.2 光伏系统的off-MPPT控制43-48
• 4.2.1 恒压控制44-45
• 4.2.2 基于逐步逼近法的off-MPPT控制45-48
• 4.3 本章小结48-49
• 第5章 储能系统控制策略49-68
• 5.1 储能系统常用分布式控制方法49-56
• 5.1.1 下垂控制50-53
• 5.1.2 基于模糊理论的下垂控制53-56
• 5.2 基于SoC的自适应电流分配控制56-67
• 5.2.1 控制器设计57-60
• 5.2.2 仿真验证60-67
• 5.3 本章小结67-68
• 第6章 系统实现与仿真分析68-76
• 6.1 系统仿真68-75
• 6.1.1 并网运行68-72
• 6.1.2 孤岛运行72-75
• 6.2 本章小结75-76
• 第7章 总结与展望76-78
• 7.1 总结76-77
• 7.2 展望77-78
• 参考文献78-81
• 作者简历81-82
• 致谢82

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本文编号：953773