微电网的网间并网及自适应储能技术

发布时间：2017-06-28 19:17

  本文关键词：微电网的网间并网及自适应储能技术，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着化石能源的逐渐枯竭,以及环境污染的压力,开发和使用新能源已经成为了必然的趋势。作为电力系统中分布式可再生能源并网的主要接入点,现有配电网的设计并不适合大规模接纳分布式电源。微电网技术的出现和发展,给予了电力系统大规模接纳分布式可再生能源的可能性,其自身结构设计和控制技术,是提高电网分布式可再生能源渗透率的关键。分布式可再生能源与传统能源发电的显著差异在于其较强的出力波动性和随机性。微电网可将分布式可再生能源集中在一个较小的,易于控制的微型系统内,由于网内含有分布式电源,因此系统对外界能源的依赖相对较弱,这为自治运行和孤岛运行提供了必要的条件。微电网对分布式电源仅仅起到汇集和管理的作用,并不能改变其波动性和随机性的特点,因此,网内仍旧需要强有力的波动抑制和调节手段。本文工作主要从探讨通过模块化微电网的网间并网互动,组建新型主动可重组配电网；以及为其设计一种具有强兼容性并能够根据所在电网工况进行自我调节的混合储能系统两方面展开。本文在总结目前国内外微电网、储能系统、主动配电系统的研究进展基础上,讨论了微电网并网的几个关键要素。根据这几个关键要素,推广到微电网网间并网所需要的关键要素以及相关技术难点,通过引入直流系统,简化了微电网网间并网互动的过程,使其变得易于控制。并基于这一思路,设计并提出了使用模块化交直流混合微电网构成城市配电网络,并通过微电网间的并网与互动,来实现对城市配电网的主动控制与故障恢复,仿真实验表明,这一思路对于提高城市配电网的可靠性具有良好的效果,可为相关工程实践带来有益的参考以及新的方向。考虑到所提出的模块化微电网以及配电网建设方案对自动乃至自治控制的应用较多,其控制判据的准确性受网内波动的影响较大,因而有可能造成系统的可靠性降低这一问题,文章提出了适合于微电网网内波动抑制的超级电容-蓄电池混合储能系统。这一系统采用简化后的“显式拥塞通知”思路,通过广播基于伯努利概型的概率指数,来实现低码率通信依赖的分布式控制,并可根据当前所处微电网有功波动特点进行自适应调节,合理分配系统内超级电容和蓄电池的工作比,从而达到在保证平抑波动性能的条件下,使蓄电池始终工作在最佳工况,并减少其日工作循环次数,从而延长设备寿命。经与传统电压钳位式混合储能系统在两种不同工况下的仿真测试,证明了这种设计可以对所处工况进行自我调整,以发挥更佳工作性能,同时可有效降低自身蓄电池循环次数,提高系统经济性。整个系统易于扩展,通过分布式控制的方式,可将因单组储能系统的损坏而造成的整体系统性能下降减至最低。
【关键词】：微电网 并网 主动控制 自适应控制 超级电容 蓄电池 储能系统
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM727
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-27
• 1.1 研究背景和意义11-14
• 1.2 国内外研究现状14-25
• 1.2.1 微电网14-19
• 1.2.2 储能系统19-22
• 1.2.3 主动配电系统22-25
• 1.3 小结与本文主要工作内容25-27
• 第2章 微电网的网间并网原理及可行方案27-38
• 2.1 微电网的并网机制以及几个要素27-31
• 2.1.1 电压相角与微电网并网电流方向的关系27-28
• 2.1.2 运行频率与微电网并网电流方向的关系28-30
• 2.1.3 其他并网因素的影响与结论归纳30-31
• 2.2 微电网的网间并网方案及技术探讨31-35
• 2.2.1 微电网的网间并网及潜在应用31-32
• 2.2.2 直流传输系统在微电网网间并网中的应用可行性32-34
• 2.2.3 交流互联系统的缺陷34-35
• 2.3 模组化微电网内部的直流系统方案35-38
• 第3章 主动重组配电网基本体系设计与仿真38-49
• 3.1 主动重组配电网38-40
• 3.2 运行策略40-42
• 3.2.1 运行判据40
• 3.2.2 运行策略40-42
• 3.3 算例仿真42-46
• 3.4 保护与接地方式探讨46-48
• 3.5 小结和评述48-49
• 第4章 微电网波动平抑与电力系统自适应混合储能系统49-68
• 4.1 微电网波动平抑49-51
• 4.2 电力系统自适应超级电容-蓄电池储能系统51-62
• 4.2.1 算法原理52-55
• 4.2.2 系统硬件结构55-58
• 4.2.3 控制策略和算法58-62
• 4.3 测试与仿真62-66
• 4.4 小结与评述66-68
• 第5章 结论与展望68-71
• 致谢71-73
• 攻读硕士学位期间取得的成果73-74
• 参考文献74-77

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本文编号：495041