直流微电网孤岛运行研究

发布时间：2017-12-25 12:27

本文关键词：直流微电网孤岛运行研究　出处：《华北电力大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着经济的快速增长和社会的稳步发展,能源的需求量不断增加,由此带来的环境污染问题也日趋严重。在仍然以不可再生能源为主要经济发展支撑的当今世界,能源危机和环境危机已成为各个国家需要面对的重要问题。在此背景下,研究微电网对改善当前能源结构、提高分布式电源利用效率具有重要意义。目前微电网主要以交流形式存在,但是随着越来越多的用电设备趋于使用直流电以及各类直流输出型分布式电源的快速发展,直流微电网迎来了广阔的发展空间。本文围绕着直流微电网孤岛运行情况展开了相关研究。首先,本文构建了以光伏发电单元、风力发电单元、储能单元和负荷消耗单元为基础的直流微电网基本结构,其中储能单元除了包含传统形式的蓄电池储能外,本文还采用了比较灵活的电动汽车储能,以提高系统储能容量和经济效益。另外,由于能够快速有效地检测到微电网孤岛是微电网孤岛运行研究的前提,本文对直流微电网的孤岛检测技术也进行了分析和研究,并总结了适于本系统的检测方法。其次,为全面研究直流微电网孤岛运行情况,本文以母线电压变化量为参考值,将微电网的孤岛运行分为了七种不同的工作状态。文章详细分析了微电网孤岛运行的各个状态,同时提出了一种分级下垂式直流母线电压控制策略以实现直流微电网系统孤岛运行模式下的能量控制。该系统控制策略通过对每个变换器采取分布式控制来实现,确定了每个分布式单元的控制目标:为了实现可再生能源的充分利用,对光伏电池和风力机采用MPPT控制;蓄电池和电动汽车作为本系统储能单元,在系统出现功率失衡时应能够及时的充电或放电,其各自的充放电电流应符合系统控制要求。最后,采用Matlab/simulink软件进行了系统的仿真研究,验证了分级下垂式直流母线电压控制方法实现系统能量控制的有效性。提出了两种直流微电网孤岛运行研究的典型算例,即直流微电网系统应用于可持续建筑和直流微电网与城市轨道交通牵引供电系统连接后系统运行情况,对两种系统分别进行了仿真分析,其仿真结果证明了本文控制策略的有效性,同时也体现了本文直流微电网孤岛运行研究具有一定的可扩展性和现实意义。
【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】：TM732

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