海岛微网的主从控制策略研究

发布时间：2017-10-28 13:09

  本文关键词：海岛微网的主从控制策略研究

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【摘要】：微网技术不仅能够有效地整合多种类型的分布式电源,而且作为未来能源互联网的组成单元,因此对其的研究具有重要的意义。微网现有的研究方向集中在电力技术、经济性、管理和市场三方面,而其中微网的控制技术尤其是多分布式电源环境下的协调控制策略是保证微网安全运行的关键。本文对国内某海岛微网的运行控制进行深入的分析与研究。首先根据海岛微网的并网运行控制目标,通过分析可再生分布式电源(光伏发电系统、永磁直驱风力发电系统)的数学模型制定相应的并网运行控制策略,以此提高可再生分布式电源的利用率并且保持单位功率因数运行；然后对基于主从控制策略的海岛微网搭建了电池储能系统的仿真模型,并且基于此提出了新的并网转孤岛以及孤岛转并网的平滑切换方法,使得微网在两种运行模式之间能够平滑地过渡；其次在两层式分层控制结构下提出了新的海岛微网孤岛协调控制策略,其包括主控单元的选择、微网中央控制器的一次控制、分区域控制、二次控制,所制定的控制策略在实现孤岛运行时频率的无差调节和电压的稳定控制基础上,不仅能够减弱由于负荷和从控单元之间的功率差额超过主控单元的容量所引起的振荡,而且相比于无二次控制,能够为主控单元预留足够的备用容量；最后在PSCAD/EMTDC环境下搭建了海岛微网的仿真平台,分别在不同工况下对并网运行控制策略、平滑切换控制方法以及孤岛协调控制策略进行仿真验证,仿真分析结果证明了本文所制定的控制策略的有效性。本文依托国内某地区的海岛微网示范工程进行研究,探索了一种切实可行的微网运行控制策略及其实现方法,对实际微网工程的建设和应用具有一定借鉴作用。
【关键词】：海岛微网 主从控制 并网控制 平滑切换控制 孤岛协调控制
【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】：TM727
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 课题背景与研究意义9-10
• 1.2 微网的控制策略研究现状10-13
• 1.2.1 微网中DG的逆变器接口控制10-11
• 1.2.2 微网的协调控制11-13
• 1.3 基于分层控制结构的主从控制微网研究现状13-15
• 1.3.1 分层控制结构的研究现状13-14
• 1.3.2 主从控制的研究现状14-15
• 1.4 课题所依托项目介绍15-16
• 1.5 本文的主要工作16-18
• 第2章 海岛微网的并网运行控制策略18-37
• 2.1 海岛微网的并网运行控制策略及目标18
• 2.2 光伏发电系统18-26
• 2.2.1 光伏发电系统的结构18-19
• 2.2.2 光伏电池的数学模型19-20
• 2.2.3 最大功率跟踪控制算法20-21
• 2.2.4 光伏发电系统的并网控制策略21-23
• 2.2.5 光伏发电系统的并网运行仿真分析23-26
• 2.3 永磁直驱风力发电系统26-35
• 2.3.1 永磁直驱风力发电系统的结构26-27
• 2.3.2 风力机的数学模型27-28
• 2.3.3 最大风能跟踪控制28-30
• 2.3.4 机侧变流器的控制30-32
• 2.3.5 网侧变流器的控制32-34
• 2.3.6 永磁直驱风力发电系统的并网运行仿真分析34-35
• 2.4 本章小结35-37
• 第3章 基于主从控制海岛微网的平滑切换控制方法37-53
• 3.1 主控单元及其控制策略的选择37
• 3.2 电池储能系统37-42
• 3.2.1 电池储能系统的结构37-38
• 3.2.2 电池系统的建模38-41
• 3.2.3 储能PCS及控制系统的建模41-42
• 3.3 并网转孤岛时的平滑切换控制方法42-51
• 3.3.1 软件锁相环的切换控制策略42-43
• 3.3.2 外环控制器的切换控制策略43-44
• 3.3.3 内环控制器的参数切换44-51
• 3.4 孤岛转并网的平滑切换控制策略51
• 3.5 本章小结51-53
• 第4章 海岛微网的孤岛协调控制策略研究53-63
• 4.1 海岛微网的结构53
• 4.2 微网的分层控制结构53-55
• 4.2.1 微网的三级式分层控制结构53-54
• 4.2.2 海岛微网的分层控制结构54-55
• 4.3 微网的孤岛协调控制策略55-61
• 4.3.1 孤岛协调控制策略的概念55-56
• 4.3.2 主控单元的选择56-57
• 4.3.3 一次控制57
• 4.3.4 分区域控制策略57-60
• 4.3.5 二次控制60-61
• 4.4 本章小结61-63
• 第5章 海岛微网的主从控制策略仿真测试63-76
• 5.1 海岛微网系统的仿真平台63
• 5.2 并网运行控制策略的仿真63-64
• 5.3 平滑切换控制策略的仿真64-71
• 5.3.1 电池储能系统中电池模型的验证64-65
• 5.3.2 并网转孤岛时的平滑切换控制策略验证65-70
• 5.3.3 孤岛转并网时的平滑切换控制策略验证70-71
• 5.4 孤岛协调控制策略的仿真71-75
• 5.4.1 分区域控制策略的验证71-72
• 5.4.2 二次控制的仿真验证72-75
• 5.5 本章小结75-76
• 第6章 结论与展望76-78
• 6.1 结论76-77
• 6.2 展望77-78
• 参考文献78-82
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研工作82-83
• 致谢83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 牟晓春;毕大强;任先文;;低压微网综合控制策略设计[J];电力系统自动化;2010年19期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 曹太强;光伏发电系统及其控制技术研究[D];西南交通大学;2011年

2 杨向真;微网逆变器及其协调控制策略研究[D];合肥工业大学;2011年

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本文编号：1108348