光储交直流微电网运行控制研究

发布时间：2017-07-15 23:12

  本文关键词：光储交直流微电网运行控制研究

  更多相关文章： 交直流微电网 光储 自治控制 低电压穿越

【摘要】：随着人类日益对能源需求量的增加，同时煤、石油、天然气等一次性能源的不断锐减，近年来微电网成为研究的热点。而微电网运行过程中，通常需要采用电力电子接口变换器实现可再生能源和公共母线以及负荷的连接。本文以光储交直流微电网为研究背景，对其中电力电子接口变换器的控制系统进行了深入研究。 基于电压幅值的控制策略，本文以直流母线电压幅值为判定基准，根据电压幅值变化量判定系统所处的工况。针对不同的系统工况，设置不同的控制模式，在每个模式中控制单一变流器维持直流母线电压，其余变流器进行辅助控制，使系统在不同工况下都能稳定运行。系统内各变流器依据电压幅值独立运行，不需要进行通信连接，使控制系统得到了有效的简化，实现了系统自治运行。并针对负荷波动引发的直流母线电压欠压过压问题，对系统内的可控负荷设计负荷投切控制，避免母线电压过低或者过高导致系统崩溃，达到辅助系统功率调节的目的。 针对微电网低电压穿越问题，基于光储微电网系统提出一种光储协调控制的低电压穿越策略。在低电压期间，光伏系统采用最大功率跟踪控制，储能系统采用恒压控制维持直流母线电压恒定，在储能出力已达功率限值仍不能维持直流母线电压在允许范围内时，光伏系统切换为恒压控制。考虑到光储微电网负荷波动性大的特点，设计了一种适用于光储微电网并具有无功补偿功能的限流控制策略，为电网提供电压支撑，同时避免并网逆变器输出过电流。 基于所研究的光储交直流微电网自治控制策略，搭建了实验平台。通过对可控负荷的并网及卸荷控制和对静态开关的开断及闭合实验来验证系统运行的稳定、可靠性。实验结果实现了工作模式的平滑切换，，验证了提出方法的有效性和正确性。 基于MATLAB/Simulink仿真平台对系统正常运行、网侧电压跌落和网侧电压恢复三种工况下LVRT测试以验证所设计控制策略的可行性。仿真结果表明，控制系统能够充分利用光伏发电能量、维持直流母线电压的恒定、抑制并网电流过电流并能发出无功功率支撑并网点电压，实现了低电压穿越，验证了该LVRT控制策略的有效性。
【关键词】：交直流微电网 光储 自治控制 低电压穿越
【学位授予单位】：东北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM732
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 微电网提出的背景与意义12-14
• 1.2 光伏发电的现状及发展14-15
• 1.2.1 国外光伏发电的现状及发展14
• 1.2.2 国内光伏发电的现状及发展14-15
• 1.3 光储交直流微电网概述15-18
• 1.4 本文的主要工作18-20
• 第2章 光储交直流微电网系统结构及组成20-25
• 2.1 光储交直流微电网系统结构20-21
• 2.2 光储交直流微电网系统单元结构21-24
• 2.2.1 单向 DC-DC 变换器21-22
• 2.2.2 双向 DC-DC 变换器22-23
• 2.2.3 DC/AC 逆变器23-24
• 2.3 本章小结24-25
• 第3章 光储交直流微电网系统运行控制25-39
• 3.1 引言25
• 3.2 光伏系统运行及控制25-28
• 3.2.1 光伏系统 MPPT 控制26-27
• 3.2.2 光伏系统恒压控制27-28
• 3.3 储能系统运行及控制28-30
• 3.3.1 储能系统稳压控制29
• 3.3.2 储能系统恒流控制29
• 3.3.3 储能系统欠压过压控制29-30
• 3.4 逆变系统运行及控制30-33
• 3.4.1 单位功率因数控制31
• 3.4.2 恒功率控制31-32
• 3.4.3 恒压恒频控制32-33
• 3.5 仿真模型33-38
• 3.5.1 光伏系统仿真模型33-35
• 3.5.2 储能系统仿真模型35-36
• 3.5.3 逆变系统仿真模型36-38
• 3.6 本章小结38-39
• 第4章 光储交直流微电网能量调度策略39-57
• 4.1 引言39-40
• 4.2 系统能量调度控制40-44
• 4.2.1 孤岛运行能量调度控制40-42
• 4.2.2 并网运行能量调度控制42-44
• 4.3 可控负荷能量调度控制44-45
• 4.4 系统实现与实验研究45-56
• 4.4.1 实验平台简述45-47
• 4.4.2 程序设计47-50
• 4.4.3 实验结果与分析50-56
• 4.5 本章小结56-57
• 第5章 光储交直流微电网低电压穿越控制57-68
• 5.1 引言57
• 5.2 电压跌落发生器分类及优缺点对比57-60
• 5.2.1 基于阻抗形式的电压跌落发生器58
• 5.2.2 基于变压器的电压跌落发生器58-59
• 5.2.3 基于电力电子逆变电源的电压跌落发生器59
• 5.2.4 三类电压跌落发生器优缺点对比59-60
• 5.3 带有阻抗形式电压跌落器模拟的光储微电网拓扑结构60-61
• 5.4 低电压穿越协调控制策略61-64
• 5.4.1 无功控制策略62-64
• 5.5 仿真结果与分析64-67
• 5.6 本章小结67-68
• 结论68-69
• 参考文献69-74
• 攻读学位期间发表的学术论文74-75
• 致谢75

【参考文献】

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本文编号：546183