不可靠局部通信条件下LED灯参与微电网调频的研究

发布时间：2017-08-09 01:21

  本文关键词：不可靠局部通信条件下LED灯参与微电网调频的研究

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【摘要】：微电网凭借先进、灵活的控制方式,在实现可再生能源发电安全友好接入电力系统方面具有重要作用。微电网运行在孤岛模式时,需借助于内部微电源维持其功率的平衡。而由于微电网中分布式发电单元风能、太阳能等可再生能源发电有功出力的波动性,造成孤岛模式下微电网频率频繁波动。LED灯具有潜在容量大、用电功率与光通量之间呈非线性关系、功率调节速度快等优点,因此,LED灯作为可控负荷参与微电网调频具有技术可行性和理论价值。单个LED灯可调节的功率相对于微电网系统容量而言很微弱,LED灯参与微电网调频是通过控制大量LED灯用电功率实现的。为了确保大量LED灯准确获取微电网的控制信号,在带时滞和噪声的不可靠局部通信条件下,提出一种分布式信号协同获取方法,仅借助于安装在配电变电站的信号测量装置,通过相邻对象之间的局部通信和信号交互,实现所有LED灯对微电网信号的一致性获取。通过SIMULINK仿真实验,验证了该方法可以滤除高频噪声;并且,在通信时滞小于一定值时,可以实现所有LED灯对控制信号的一致性、鲁棒获取。该分布式信号获取方法可大幅降低LED灯信号测量和通信投资成本,使LED灯参与微电网调频具有经济上可行性。进一步根据LED灯驱动电路的功率调节原理,考虑光通量和用电功率之间的非线性关系,设计了LED灯用电功率随微电网频率变化的动态模型,并耦合分布式信号获取动态方程,提出LED灯参与下的微电网频率控制方法。通过系统仿真,验证了LED灯参与微电网调频明显降低了微电网频率波动的范围,缩短了微电网频率恢复的时间。为了实现LED灯参与微电网调频,需要克服大量LED灯控制信号获取和参与微电网调频功率控制的难题。因此,本文研发了分布式频率协同获取方法和LED灯参与下的微电网调频控制方法,使LED灯具有参与微电网调频的特性。LED灯参与微电网调频可利用LED灯独特的光电特性,平抑可再生能源发电的波动性,从而增强微电网消纳可再生能源的能力。
【关键词】：微电网 孤岛模式 LED灯 分布式信号获取 调频
【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】：TM923.34;TM712
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 概述11-14
• 1.3 研究现状14-16
• 1.3.1 微电网调频方式的研究现状14-15
• 1.3.2 可控负荷参与微电网调频的研究现状15
• 1.3.3 信号获取方法的研究现状15-16
• 1.4 本文的主要工作16-18
• 第二章 不可靠局部通信下信号协同获取方法18-32
• 2.1 引言18
• 2.2 分布式控制18-22
• 2.2.1 分布式控制的应用18-19
• 2.2.2 分布式控制的分类19-21
• 2.2.3 不可靠局部通信下分布式信号协同获取21-22
• 2.3 分布式信号协同获取稳定性分析22-25
• 2.3.1 通信噪声对分布式信号协同获取影响的分析22-23
• 2.3.2 通信时滞对分布式信号协同获取稳定性影响的分析23-25
• 2.4 仿真结果分析25-30
• 2.4.1 通信网络拓扑参数设计25-26
• 2.4.2 通信噪声对分布式信号协同获取影响的仿真26-28
• 2.4.3 通信时滞对分布式信号协同获取影响的仿真28-30
• 2.5 本章小结30-32
• 第三章 LED灯参与微电网调频的功率控制32-44
• 3.1 引言32
• 3.2 LED灯驱动电路32-34
• 3.3 LED灯驱动电路选择34-38
• 3.3.1 驱动电路拓扑结构选择34-37
• 3.3.2 调制模式选择37-38
• 3.4 LED灯功率控制38-40
• 3.4.1 LED灯参与微电网调频的功率控制模型38-39
• 3.4.2 LED灯参与微电网调频的功率控制硬件设计39-40
• 3.5 LED灯功率控制仿真40-42
• 3.6 本章小结42-44
• 第四章 LED灯参与微电网调频的建模和仿真44-58
• 4.1 引言44
• 4.2 LED灯调频模型的建立44-51
• 4.2.1 LED灯调频的思路44-45
• 4.2.2 LED灯参与微电网调频的数学建模45-51
• 4.3 LED灯参与微电网调频仿真实验51-56
• 4.3.1 微电网系统参数设置51-52
• 4.3.2 LED灯对微电网调频影响的仿真分析52-53
• 4.3.3 通信噪声对微电网调频影响的仿真分析53-54
• 4.3.4 通信时滞对微电网调频影响的仿真分析54-56
• 4.4 本章小结56-58
• 结论与展望58-60
• 参考文献60-66
• 致谢66-67
• 附录A 攻读硕士学位期间发表的论文及知识产权67-68
• 附录B 攻读硕士学位期间获奖情况及参加的项目68

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本文编号：642910