直流微电网稳定运行技术研究

发布时间：2017-10-18 02:34

  本文关键词：直流微电网稳定运行技术研究

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【摘要】：随着能源、环境问题不断困扰人类,清洁可再生能源的合理开发和利用越来越成为人们亟待解决的问题。微电网作为一种新型配电网,通过整合风能、太阳能等可再生能源以及储能设备、负荷等来缓解能源危机。直流微电网作为微电网的一种形式,存在一些需要解决的关键问题,如电源的特性、直流负荷特性、DC-DC变流器拓扑方式、直流断路器、稳态运行和故障时的控制策略、直流微电网全局的稳定性等。研究直流微电网稳定运行特性具有重要的理论和实际工程意义。分布式电源和负荷是微电网的主要组成部分。本文研究了直流微电网中分布式电源光伏、储能设备以及负荷的特性,建立了它们的数学模型,分析讨论了它们的外特性,并且进一步分析了它们对直流微电网稳定运行的影响。设计了直流微电网的结构参数、建立了直流微电网的模型、电力电子系统拓扑,建立了DC-DC变流器的小信号模型,利用开关函数法建立了网侧变流器的数学模型,储能变流器采用交错并联拓扑,并利用内环均流控制实现了能量的双向流动、光伏电源的最大功率跟踪控制、网侧变流器控制。为了实现直流微电网稳定控制,维持直流微电网不同状态时电压的稳定,采用了电压分层控制的策略在PSCAD/EMTDC中搭建了网络模型,验证了控制策略的正确性,研究与开发了直流微电网储能变流器,保证系统功率的动态平衡。并且在直流微电网结构基础上利用阻抗分析法讨论分析了直流微电网稳定运行的禁区范围, “源”和“载”的容量配置。通过实际项目测试平台实证了微电网稳定储能变流器的性能,验证了相应的控制策略。
【关键词】：直流微电网 负荷特性 DC-DC变流器 分层控制 阻抗分析法
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM712;TM732
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题研究背景和意义9-11
• 1.1.1 课题背景9-11
• 1.1.2 课题意义11
• 1.2 国内外研究水平和发展现状11-15
• 1.3 本文主要工作15-17
• 第2章 直流微电源和负荷特性分析17-32
• 2.1 直流微电源建模和特性分析17-23
• 2.1.1 PV光伏发电系统的建模17-19
• 2.1.2 电池的建模19-23
• 2.2 负荷建模和特性分析23-29
• 2.2.1 电阻型负荷的建模25-26
• 2.2.2 二极管整流器类负荷的建模26-28
• 2.2.3 旋转型负荷的建模28-29
• 2.3 负荷特性对微电网的影响分析29-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第3章 直流微电网的结构和协调控制策略32-59
• 3.1 直流微电网的结构32-50
• 3.1.1 储能电池电路拓扑和控制策略33-41
• 3.1.2 光伏发电电路拓扑和控制策略41-42
• 3.1.3 负荷结构和控制策略42-43
• 3.1.4 并网变流器控制策略43-50
• 3.2 直流微电网的电压自律分散控制策略50-58
• 3.2.1 直流微电运行模式51
• 3.2.2 直流微电网协调控制策略51-53
• 3.2.3 仿真算例分析53-58
• 3.3 本章小结58-59
• 第4章 直流微电网稳定性分析59-68
• 4.1 稳定性分析方法59-64
• 4.2 算例验证64-66
• 4.3 本章小结66-68
• 第5章 物理实验平台验证68-75
• 5.1 实验68-73
• 5.2 本章小结73-75
• 第6章 结论与展望75-77
• 6.1 结论75
• 6.2 展望75-77
• 参考文献77-83
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果83-84
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作84-85
• 致谢85-86
• 作者简介86

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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本文编号：1052453