基于储能的孤立直流微电网稳压控制研究

发布时间：2019-09-12 19:41

【摘要】：微电网作为一个独立的整体,与传统配电网相比,其结构相对灵活、组网形式多样,对于输出功率受自然资源限制的风能和太阳能等可再生能源的充分利用有明显优势,有利于集中的小容量分布式电源利用。直流微电网由于具有能量变换环节少、系统效率高和控制简单等诸多优点,成为国内外学者研究的热点。直流微电网中直流母线作为系统的能量交换中介,保持直流母线电压恒定对系统能量变换和稳定运行有着重要意义。直流微电网在孤立运行情况下,没有大电网支撑,光伏和风力等可再生能源供电存在不稳定性,需要利用储能装置来维持母线电压稳定和保证系统瞬时能量平衡。本文根据典型直流微电网结构构建孤立运行直流微电网系统,并在MATLAB/Simulink平台上搭建该系统仿真模型,研究基于储能的双闭环母线稳压控制方法,对系统数学模型及系统稳定运行条件进行分析,并优化配置系统参数和控制器参数,提高系统母线的电压稳定性。基于储能的双闭环母线稳压控制方法,能在一定程度上维持母线电压稳定,但当扰动较大时,仍有可能对直流母线造成较大的冲击。针对这一问题深入分析,由于直流母线电压扰动主要来自于系统功率波动,从而提出了一种功率前馈补偿的母线稳压控制方法,并对其控制结构和控制方法进行分析和研究。该方法基于串级控制思想的扰动补偿的复合校正方法,在系统反馈控制回路中加入功率前馈通路,组成一个前馈控制和反馈控制相结合的系统,从理论上讲,该方法能完全消除功率扰动的影响,仿真结果表明该方法能更有效地抑制或消除系统功率波动给母线电压带来扰动。最后,基于dSPACE控制平台搭建了孤立运行直流微电网的实验平台,并对本文研究的两种控制方法进行对比实验验证。实验结果表明,在双闭环稳压控制的基础上,加入功率前馈补偿控制后,能更有效地抑制了功率波动对母线电压的影响,进一步提高了系统稳定性。
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM712

【参考文献】