含分布式电源的直流微电网并网技术研究

发布时间：2017-10-22 17:39

  本文关键词：含分布式电源的直流微电网并网技术研究

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【摘要】：能源是支撑人类文明进步的物质基础,是现代社会发展不可或缺的基本条件,我国能源发展面临着诸多挑战。能源资源禀赋不高,煤炭、石油、天然气人均拥有量较低。能源消费总量近年来增长过快,保障能源供应压力增大。化石能源大规模开发利用,对生态环境造成一定程度的影响。人类正面临着一场巨大的历史性的变革,它的目标是由使用化石能源转变为使用可再生能源的新能源革命。新能源是解决目前人类可持续发展问题的必然选择。发展新能源成为世界各国的共识,作为可再生清洁能源的风能与太阳能,在时间与空间上具有良好的互补性,风光互补发电系统成为一种合理开发利用新能源的有效途径。随着电力电子技术及其控制技术的日益成熟,直流微电网技术得到了各界的关注与应用。与交流微电网相比,直流微电网不需要考虑电压的相位与频率,使配电网的运行更加灵活,可靠性更高。本文以直流微电网的稳定运行为出发点,对风光储微电网各个方面的协调控制策略进行了理论方面的研究,期间对风力发电和光伏发电的最大功率点跟踪方法、风光互补发电系统的逆变器控制策略等问题进行了深入研究,并在PSCAD环境中进行了仿真平台的搭建,对仿真结果进行了分析,为后续微电网的深入研究奠定了基础。其具体的研究工作如下：首先对直流微电网的结构进行了分析,对分布式电源的特点及接入方式进行了研究。对风力机、光伏阵列及蓄电池的相关特性进行了分析,为后文的模型建立及控制策略奠定了理论基础。其次详细研究了风能与太阳能的最大功率(MPPT)跟踪原理。在光伏发电模块中,在传统MPPT控制策略的基础上,提出了具有参数少、复杂度较低、搜索路径优、寻优能力强、通用性强等特点的布谷鸟搜索算法。在风能的最大功率点跟踪方法上选用无需测量风速的最佳转矩控制作为最大功率跟踪策略。然后对分布式电源与直流微网之间,直流微网与交流网之间的接口问题进行了详细研究,对储能模块,并网模块提出相应的控制策略,为直流微电网的进一步研究奠定了基础。最后针对整个直流微电网系统提出了一种新的层次控制策略,并在PSCAD的环境下搭建了相应的直流微电网的仿真模型,其模型包括光伏发电模块、风力发电模块、储能模块、并网模块以及负荷模块。通过仿真验证所提出的控制策略的有效性。
【关键词】：直流微电网 分布式电源 并网接口 控制策略
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM61;TM727
【目录】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 绪论12-18
• 1.1 课楲的研究背景12-13
• 1.2 微电网简介13-14
• 1.3 微电网的研究及发展现状14-16
• 1.3.1 国外的发展及研究现状14-15
• 1.3.2 国内的发展及研究现状15-16
• 1.4 本文主要研究内容16-18
• 第二章 直流微电网中微源的建模分析18-30
• 2.1 直流微电网可行性分析18-19
• 2.2 光伏电池的建模分析19-22
• 2.2.1 光伏电池等效数学模型19-21
• 2.2.2 光伏电池的工作特性21-22
• 2.3 风力发电的建模分析22-26
• 2.3.1 风力机模型22-24
• 2.3.2 永磁同步发电机模型24-26
• 2.4 蓄电池的建模分析26-29
• 2.4.1 蓄电池的数学模型27-28
• 2.4.2 蓄电池的工作特性28-29
• 2.5 小结29-30
• 第三章 直流微网各系统控制策略研究30-58
• 3.1 光伏发电系统的控制策略30-40
• 3.1.1 光伏发电系统的MPPT控制方法31-35
• 3.1.2 Boost变换器35-36
• 3.1.3 光伏发电系统仿真运行36-40
• 3.2 永磁同步风力发电系统的控制策略40-49
• 3.2.1 风力发电最大功率追踪技术40-42
• 3.2.2 PWM整流电路42-46
• 3.2.3 风力发电系统的仿真运行46-49
• 3.3 蓄电池的控制策略49-53
• 3.3.1 双向DC/DC变换器的控制50-52
• 3.3.2 蓄电池的仿真运行52-53
• 3.4 并网逆变器的控制策略53-57
• 3.5 小结57-58
• 第四章 直流微电网的控制与仿真58-70
• 4.1 直流微电网电压控制策略58-60
• 4.2 直流微电网的层次控制60-65
• 4.2.1 变换器控制层62-63
• 4.2.2 直流母线控制层63-65
• 4.3 仿真验证65-69
• 4.4 结论69-70
• 第五章 总结与展望70-72
• 5.1 本文主要研究工作70
• 5.2 工作展望70-72
• 参考文献72-78
• 致谢78-80
• 攻读硕士学位期间所发表的论文80-81
• 附件81

【共引文献】

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1 李，

本文编号：1079429