含混合储能的微网逆变器并联运行控制策略研究

发布时间：2017-08-05 11:10

  本文关键词：含混合储能的微网逆变器并联运行控制策略研究

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【摘要】：可再生能源发电与逆变器、储能系统结合组成微电网,微网灵活多变的运行方式为电力系统的稳定性提高了有力支撑,保证了其具备较高的供电可靠性。在多逆变器并联运行微网系统中,由于分布式电源的多种多样,对不同的分布式电源采用不同的控制方法势在必行,逆变器作为微网中能量交换的重要环节,对其合理的控制成为微电网稳定可靠运行的关键。储能系统作为微电网的重要成分,对微电网的安全运行和性能提升起到积极的作用。本文选择铅酸蓄电池和超级电容器两种储能装置,分别对其进行工作原理研究、建立数学模型、充放电特性分析后,构建了混合储能系统,并对该系统控制策略进行详细研究,主要包括双向DC/DC变换器和多滞环调节控制策略。通过对比单独蓄电池仿真分析,验证了混合储能系统的优越性。在混合储能逆变器并联运行系统中,对逆变器的控制至关重要,逆变器的控制多采用下垂控制方法。但是,采用传统的下垂控制方法时,由于线路阻抗的不一致性会导致系统环流,并且严重损害系统稳定性。加入虚拟阻抗会使功率均分效果变好,但易使系统的稳态性能下降,且功率分配仍然存在偏差。为消除由线路阻抗不平衡引起的系统环流,实现各逆变器输出功率按容量分配,本文分析了功率分配存在偏差的原因,给出了一种改进的下垂控制方案,使系统中各逆变器按容量分配功率的同时,不受线路阻抗和设计参数的影响,功率均分效果好,稳态输出压降低。仿真结果证明了改进控制方法的有效性。通过基于TMS320F28335的DSP搭建的三相逆变器并联实验平台,验证了理论推导与仿真分析的准确性。
【关键词】：微电网 混合储能 逆变器并联运行 改进下垂控制 功率按容量分配
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 微电网的研究现状11-12
• 1.2.2 储能技术研究现状12-14
• 1.2.3 逆变器并联运行技术研究现状14-16
• 1.3 本文的主要研究内容16-17
• 第2章 混合储能系统及其控制策略17-40
• 2.1 蓄电池及超级电容器建模17-27
• 2.1.1 蓄电池特性及建模17-22
• 2.1.2 超级电容器特性及建模22-27
• 2.2 混合储能系统拓扑结构27-28
• 2.3 混合储能系统控制策略28-33
• 2.3.1 双向DC/DC变换器研究28-29
• 2.3.2 多滞环调节控制策略29-33
• 2.3.3 工作状态的选取33
• 2.4 充放电仿真分析33-39
• 2.4.1 蓄电池充放电仿真分析33-35
• 2.4.2 混合储能系统充放电仿真分析35-39
• 2.5 本章小结39-40
• 第3章 微网逆变器控制策略40-52
• 3.1 逆变器结构及数学模型40-42
• 3.2 逆变器控制策略42-51
• 3.2.1 控制策略选取42-45
• 3.2.2 功率特性分析45-48
• 3.2.3 逆变器控制器设计48-51
• 3.3 本章小结51-52
• 第4章 逆变器并联运行系统控制策略52-68
• 4.1 逆变器并联技术概述52-53
• 4.2 逆变器并联等效模型53-55
• 4.3 逆变器等效输出阻抗分析55-58
• 4.3.1 逆变器输出阻抗计算55-56
• 4.3.2 基于虚拟阻抗技术的等效输出阻抗56-57
• 4.3.3 功率分配偏差分析57-58
• 4.4 功率按容量分配的改进控制策略58-60
• 4.5 逆变器并联运行系统仿真分析60-67
• 4.5.1 相同容量逆变器并联仿真分析60-64
• 4.5.2 不同容量逆变器并联仿真分析64-67
• 4.6 本章小结67-68
• 第5章 系统实验验证68-77
• 5.1 实验平台硬件电路简介68-71
• 5.1.1 主电路模型68
• 5.1.2 输出滤波参数设计68-69
• 5.1.3 开关管的选型69
• 5.1.4 采样信号调整电路69-70
• 5.1.5 驱动电路设计70-71
• 5.2 软件程序的设计71-72
• 5.3 两台逆变器并联运行实现功率均分的实验验证72-76
• 5.3.1 采用传统P-V下垂控制的实验验证72-73
• 5.3.2 加入虚拟阻抗控制的实验验证73-74
• 5.3.3 采用改进下垂控制的实验验证74-76
• 5.4 本章小结76-77
• 结论77-79
• 参考文献79-84
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果84-85
• 致谢85-86
• 作者简介86

【参考文献】

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本文编号：624564