基于直流母线电压信号的直流微电网协调控制研究

发布时间：2017-10-14 04:25

  本文关键词：基于直流母线电压信号的直流微电网协调控制研究

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【摘要】：随着生活环境的不断恶化和石化资源的日益枯竭，利用可再生能源的分布式发电技术得到广泛的应用。但大量的分布式电源直接并网会对电网的安全稳定运行造成不利影响，而微电网概念的提出有效的解决了分布式电源的大规模接入问题。直流微电网由于可控性强、效率高、损耗低等优势逐渐成为研究的热点，但由于微电网容量一般较小，抗扰动能力差，微电网运行方式改变时，容易引起直流母线电压的剧烈波动和电能质量的降低。因此，为了提高直流微电网运行的稳定性，对基于超级电容器的混合储能和基于直流母线电压信号的直流微电网协调控制策略进行了研究。 首先介绍了直流微电网的结构和拓扑，对微电网中风力发电单元、光伏电池及微型燃气轮机等分布式电源的工作原理和数学模型进行了研究，并重点对并网变流器进行了建模分析，研究了并网变流器的拓扑结构及解耦控制，为直流微电网协调控制策略研究打好基础。 其次，，根据蓄电池和超级电容器的工作原理分别建立了其数学模型，深入研究了混合储能系统的三种并联结构，并构建了混合储能系统的拓扑结构，对蓄电池的充放电过程进行了优化，采用多级恒流充放电控制策略，延长蓄电池的供电时间和使用寿命。对混合储能系统进行了仿真分析，结果证明了混合储能系统控制策略的有效性。 最后，采用基于直流母线电压信号的直流微电网协调控制策略，设计了各变流器的阈值电压和优先级别，各变流器采用下垂控制，通过阈值电压和优先级别的配合，保证微电网内各单元的功率平衡，使母线电压维持在允许的范围内。仿真结果证明了该协调控制策略的有效性。
【关键词】：可再生能源 分布式发电 直流微电网 混合储能
【学位授予单位】：东北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM727
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-20
• 1.1 课题研究背景与意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.3 直流微电网关键技术15-19
• 1.3.1 电压控制技术15-16
• 1.3.2 储能技术16-18
• 1.3.3 保护技术18-19
• 1.4 本课题主要研究内容19-20
• 第2章 直流微电网建模与分析20-33
• 2.1 直流微电网的结构20
• 2.2 直流微电网分布式电源建模分析20-29
• 2.2.1 风力发电单元建模分析20-23
• 2.2.2 光伏发电单元建模分析23-26
• 2.2.3 微型燃气轮机建模分析26-29
• 2.3 并网变流器建模分析29-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第3章 混合储能系统建模与分析33-47
• 3.1 蓄电池数学模型及特性33-36
• 3.1.1 铅酸蓄电池工作原理33-34
• 3.1.2 铅酸蓄电池数学模型34-36
• 3.2 超级电容器数学模型及特性36-38
• 3.2.1 超级电容器工作原理36-37
• 3.2.2 超级电容器数学模型37-38
• 3.3 混合储能系统的结构38-40
• 3.3.1 超级电容器与蓄电池的并联形式38-39
• 3.3.2 混合储能系统结构39-40
• 3.4 混合储能单元能量管理40-42
• 3.5 混合储能单元的控制42-43
• 3.6 仿真分析43-45
• 3.7 本章小结45-47
• 第4章 基于直流母线电压信号的直流微电网协调控制47-58
• 4.1 直流微电网的运行模式47-48
• 4.2 基于 DBS 控制原理48-50
• 4.3 基于 DBS 的控制策略50-53
• 4.4 仿真分析53-57
• 4.4.1 正常联网模式仿真54-55
• 4.4.2 故障孤岛仿真55-56
• 4.4.3 电压超限模式仿真56-57
• 4.5 本章小结57-58
• 结论58-59
• 参考文献59-63
• 攻读学位期间取得的研究成果及发表的学术论文63-64
• 致谢64

【参考文献】

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1 吴卫民;何远彬;耿攀;钱照明;汪i裆

本文编号：1028991