光储交流微电网的运行控制策略研究

发布时间：2020-09-27 12:58

　　世界经济的发展高度依赖于能源的发展,对能源的清洁高效利用是一个永恒的话题。在电力市场中,传统的不可再生能源,如煤炭,天然气等造成环境污染的能源会逐渐被市场所淘汰,而以太阳能,风能等分布式电源(Distributed Generator,DG)为首的新能源会逐渐取得电力市场的主导地位。然而,当大量的分布式电源接入电网后,会对电网的电能质量造成一定的影响。为了解决这些问题,微电网控制技术从实验室迈向了现场运行。微电网通过公共连接点(Point of Common Coupling,PCC)接入电网中运行,并采用相关的控制技术,可稳定有效的并网运行,遇到故障又可离网独立运行,相对于大电网而言,可以把它看成一个独立的“负荷”。因此,研究微电网的运行控制策略对电网的稳定运行有着重要的意义。文中首先研究了光伏电池和储能系统的原理,利用在MATLAB/Simulink中搭建的光伏电池和储能系统的仿真模型,分析了光伏电池的运行特性、储能电池的充放电特性及双向DC/DC的结构和控制方法,并研究了并网逆变器的模型。其次以前面的分析结果为基础,研究了交流微电网的运行控制策略。在对逆变器的控制上,设计了并网运行时各个电源均采用的PQ(active power and reactive power,PQ)控制策略和离网运行时储能电源采用的V/f(Voltage/frequency,V/f)控制策略。同时还研究了微电网的黑启动控制策略,孤岛检测方法和并离网切换策略。在MATLAB/Simulink中搭建了光储微电网模型进行仿真研究,三种运行状态得到的结果,验证了所设计的控制策略的正确性。最后从实际工程项目出发,将理论研究的控制策略应用到玉溪某小区微电网项目中。通过研究并网,离网和并离网切换等试验的波形结果,表明所设计的控制策略在工程上均达到了预期的效果。
【学位单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM732
【部分图文】：

光伏,分布式发电,建设周期,运行维护

在当今世界经济的高速发展中，能源的发展对经济的增速功不可没，作为能源的煤炭，石油和天然气等一次能源，不仅储存总量有限，产生的时间周，而且在消耗后产生大量的有害气体对环境带来巨大的危害。为了解决上述的大量需求与保护环境的矛盾，全球发达国家与发展中国家都在努力的开发源。新能源主要包含以太阳能，风能为首的取之不尽用之不竭的自然资源，球自然环境没有污染，可以很好的解决能源与环境的问题。由此可见，全球国家都在寻求新能源有效利用的新途径。为了快速发展新能源，国外各地和国内政府均出台了诸多良策来扶持新能电行业。以光伏为代表的新能源扶持政策如 1997 年 6 月 26 日，美国前总统顿宣布了“百万屋顶计划”，德国政府于 2003 年完成了“10 万屋顶发电”，日本政府于 1993 年设立了“阳光计划”项目，开始重点发展光伏发电002 年，我国政府制定了“光明工程”项目[1]。各国政府政策的倾向，使得光电行业每年的装机容量大幅增加，2011-2016 年我国光伏新增装机量、增长率球新增装机量如图 1-1 所示，从图中可以看出除了 2014 年光伏新增装机增长负以外，其余各年均处于正的增长率。

网结构,电能,微电源,电源类型

华北电力大学硕士学位论文止输送电能，C 线的电源类型为微型燃气轮机和燃料电池，可以配合线来调整微电网的功率平衡，保证微电网的供电质量，以及安全性此可见，CRETS 提出的微电网是一个可以自由从并网控制转换到离统，充分利用各个微电源的特性，将产生的电能高效的使用在每一变器和能量管理器的使用，会使微电网在电能充沛时给电网输电，通过自身的储能灵活的管理系统内的功率分配问题，从而最大限度。

光伏电池,直流电,蓄电池,变换器

华北电力大学硕士学位论文第 2 章微电网仿真模型2.1 引言微电网系统中一般包括多种分布式电源如风机，光伏电池，蓄电池，微型燃气机等，本文研究的电源对象为光伏电池和储电池，其结构组成如图 2-1 所示。从图中可知蓄电池输出电能经过 DC/DC 变换器，把低压的直流电变成高压的直流电，再与光伏电池输送的电流一起经过 DC/AC 逆变器，把直流电变换成交流电后输送给负载和电网。光伏电池，储电池，DC/DC 变换器以及 DC/AC 逆变器是本文研究的微电网的四个重要组成单元。

【参考文献】