低压混合微电网孤岛运行控制策略研究

发布时间：2020-06-10 13:28

【摘要】：：微电网可划分为直流微电网、交流微电网和混合微电网三种类型。各种微电网的结构和特性不同,导致系统投资和运行成本也不相同。直流微电网可靠性相对较高,且在缆线较短的情况下,网络损耗略小于交流微电网；交流微电网在低压远距离电能传输中效率更高；混合微电网由直流微电网和交流微电网通过耦合变换器连接而成,如果在光伏、燃料电池、储能环节、直流负载和基于逆变器的交流负载聚集的地方配置直流微电网,在微源和负载相对分散处配置交流微电网,然后在适当的地方通过耦合变换器连接形成混合微电网,那么,该混合微电网一方面可以充分发挥直流微电网和交流微电网各自的优势,另一方面,亦可充分利用耦合变换器的协调作用来提高微电网效率,改善电能质量,增强其鲁棒性。虽然从理论上说,混合微电网在优化配置和运行方面具有更大自由度,但其实现却依赖于合理的控制设计。因此,本文对混合微电网的控制策略展开了研究,全文的主要工作分为如下几个方面： (1)针对本文所提出的混合微电网的结构配置,分别建立了混合微电网中各重要元件的数学模型； (2)提出了直流微电网和交流微电网的控制策略,根据该控制策略,直流微电网和交流微电网各重要元件将依据其运行的不同状态来采取相应的工作模式以保证直流微电网和交流微电网的高效、经济和可靠运行； (3)在确定直流微电网和交流微电网控制策略的基础上,进一步提出了耦合变换器的控制策略,该控制策略既能充分发挥交直流微电网的协调作用,又能最大限度地避免无意义的能量传输损耗； (4)针对本文所提出的混合微电网的控制策略,在MATLAB/simulink仿真平台上进行了仿真研究,验证了所提控制策略的可行性和有效性。
【图文】：

等效电路图,复阻抗,逆变电源,能量传输

当混合微电网中锅合变换器不进行能量传递，交流子网独立运行时，其结构如图3-1所示。^ i _：载负 I__I \ 储载：能? 甲图3-1交流微电网的结构3.1.2交流微源的功率传输特性由交流逆变电源并联运行而组成的交流微电网，是一个非常复杂的系统，为了更好地进行相应的控制和设计，首先需要对交流微源的功率传输特性进行具体分析。为此，图3-2给出了微电网中某一交流微源的能量传输等效电路图。EZSZZM 二 R 七 jX(g)-^ZZh|"0。S = P + jQ图3-2交流微源能量传输等效电路图在图3-2中，五是逆变电源输出电压；J^ZO°是公共母线电压；为逆变电源等效复阻抗，其值为逆变电源的输出复阻抗和线路复阻抗之和，该等效复阻抗21

子网,光伏电池,吸收功率,负号

图3-8直流微电网的结构要使直流子网可靠经济地独立运行，需要对图3-8所示的各种各样的微源和负载进行协调控制，，从而使得直流子网内能量平衡以维持合理的直流母线电压。忽略直流网络中的能量损耗，直流子网中能量平衡表达式为：Z Pp. (0+Z Pb, {t)+m+Pnr.it)-Y^m=o o-i 6)/=1 /=1 /=1在式(3-16)中，m、?和/分别表示光伏电池、蓄电池和负载的数目；Pp、.,(t)为第/个光伏电池提供的功率；PJ/)为第/个蓄电池发出的功率，当其吸收功率时，可在其数值前添加负号，即发出了负功率；为超极电容发出的功率，当其吸收功率时，同理可在其数值前添加负号；为可调度发出的功率；/U0为负载第/个负载消耗的功率。3.2.3直流微电网的控制策略当采用适当的控制手段对直流微电网进行控制时，和交流微电网一样，也需要进行多方面的考虑
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM732

【参考文献】