含光伏的微电网下垂控制方法研究

发布时间：2017-08-06 10:24

  本文关键词：含光伏的微电网下垂控制方法研究

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【摘要】：为了保证人类能源能够安全、可靠、稳定、友好的供应,同时保护人类赖以生存的生态环境,必须减少化石燃料的使用,开发清洁高效的可再生能源。太阳能作为可再生能源的一种,其辐射出的能量完全可以转化为我们所需要的能量,其开发和利用受到了全世界的关注。目前,绝大多数光伏发电系统都能实现并网运行,但随着这种发电系统大量的接入电网,如果继续采用传统的恒功率并网运行将势必影响到系统惯性,惯性的降低意味着系统抗冲击能力变弱和稳定性变差。为了使微网能主动参与系统电压、频率的调节,保证系统的稳定性,对传统的下垂控制进行了改进,功率控制器利用P-f下垂控制和Q-ΔU下垂控制与ΔU恢复机制相结合的控制方法,其中,Q为分布式电源输出的无功功率,(35)U为分布式电源输出电压的变化值,该方法利用传统的下垂控制中P-f下垂控制实现有功功率按照其容量成比例的均衡分配,再采用Q-ΔU下垂控制与ΔU恢复机制相结合的方法改善多个分布式电源间无功功率的分配,通过改进结合可实现多个分布式电源间有功功率和无功功率的合理分配。内环采用电压电流双环控制器,其中内环控制器中电流控制器采用比例环节以提高系统响应速度,电压控制器使用PI控制以稳定负荷电压,通过设计控制器参数使其输出阻抗呈感性,采用改进的功率控制器和电压电流双环控制结合可实现在低压配电网中进行传统的下垂控制,减少分布式电源对大电网的冲击同时保证无功功率分配也能按照其容量成比例的均衡分配,有效提高了微网的稳定性。本文详细分析了光伏微电网的主电路,控制电路等并对系统主要参数的选择进行了设计,设计了基于DSP芯片TMS320F2812的光伏微网控制发电装置,对控制方法进行了实验验证。
【关键词】：光伏发电 改进下垂控制 多环控制 硬件设计
【学位授予单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM46;TM727;TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 论文的背景与意义10-11
• 1.2 光伏发电发展状况11-13
• 1.2.1 国外光伏发展状况11-12
• 1.2.2 国内光伏发展状况12-13
• 1.3 变换器工作原理及分类13-18
• 1.3.1 DC/DC变换器工作原理及分类13-15
• 1.3.2 DC/AC变换器工作原理及分类15-18
• 1.4 微电网控制技术国内外研究现状18-19
• 1.5 论文主要工作19-22
• 第二章 含光伏微电网结构及分析22-34
• 2.1 光伏微电网系统结构22-23
• 2.2 对含光伏的微电网主要部件分析23-32
• 2.2.1 光伏单元模型及波动特性23-25
• 2.2.2 逆变器电路数学模型及谐波分析25-30
• 2.2.3 微电网负荷电压的分析及蓄电池选择30-32
• 2.3 本章小结32-34
• 第三章 光伏微电网联网运行的新型下垂控制34-52
• 3.1 光伏微电网控制结构及运行特性34-35
• 3.2 改进下垂控制35-46
• 3.2.1 传统的P-f和Q-U下垂控制35-38
• 3.2.2 改进的下垂控制方法38-40
• 3.2.3 电压电流双环控制40-43
• 3.2.4 对比分析43-46
• 3.3 光伏微电网不同状态其它几种控制方法46-49
• 3.3.1 P-Q控制46
• 3.3.2 基于蓄电池控制46-49
• 3.4 仿真分析49-51
• 3.5 本章小结51-52
• 第四章 基于DSP微电源并网运行控制52-66
• 4.1 TMS320F2812概述及应用52
• 4.2 主电路设计52-54
• 4.3 控制系统设计54-58
• 4.3.1 采样电路54-56
• 4.3.2 驱动电路56-57
• 4.3.3 隔离电路57-58
• 4.4 硬件系统优化设计58-59
• 4.5 实验结果与分析59-65
• 4.6 本章小结65-66
• 总结66-68
• 参考文献68-72
• 致谢72-74
• 附录A 攻读硕士学位期间发表论文及成果74-75
• 附录B 攻读硕士学位期间参与研究项目75

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本文编号：629470