基于分布式电源接入的直流微网研究
发布时间：2017-09-04 11:39
本文关键词：基于分布式电源接入的直流微网研究
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【摘要】：当分布式电源以大规模并网形式接入电网时,因为规模大、间歇性强、低质等特点,对传统的电网结构、电力设备和运行控制等带来挑战；当以单机形式接入电网时,又因为接入成本高,对并网技术要求高、控制困难,限制了其大规模应用。另一方面,目前越来越多的用电设备基于直流工作,越来越普遍的通信设备、具有广阔前景的电动汽车、LED照明系统以及人们对低功耗高调速性能电动机的需求等。本文构建了基于分布式电源接入的直流微网,其一组合利用分布式电源,提高能源利用率,其二对直流负荷直接供电,减少中间转化环节,达到节能降耗的目的。论文主要组成部分：第一部分确定了构建的直流微网基本要素：直流微网电压等级为DC380V,采用单母线结构运行方式,接线形式采用单极两线制,通过电压源换流器与10kV交流配电网互联,采用本地PQ控制策略,协调控制微网能量。第二部分自建了光伏发电和风电机组模块。对光伏发电具体有：推导出四参数工程用数学模型；调整三个补偿系数典型值；分析常见的三种最大功率点跟踪控制方法(固定电压法、扰动观察法、电导增量法),比较其优缺点；编写Fortran程序代码实现最大功率点跟踪控制,自建了光伏发电系统模块。对风力发电有：自建了风力机、传动系统、永磁同步发电机模块；研究最大风能跟踪运行、恒转速运行和恒功率运行三种运行状态；对三种最大风能跟踪控制方法分析比较,自建了基于最佳功率给定的最大风能跟踪控制模块；采用基于转子磁场定向的矢量控制方法对风机侧变换器控制,自建了风机侧变换器控制模块。第三部分在并网运行状态下,自建了配电网侧变换器模块,并且采用电网电压定向的矢量控制方法对其控制,自建了电网侧变换器控制模块；提出直流微电网能量协调控制策略,自建了直流母线电压控制模块。孤岛运行状态下,建立了蓄电池充放电电路模型及其控制模型,控制蓄电池充放电实现微网内能量平衡。最后,设置仿真参数,在PSCAD/EMTDC仿真平台上对直流微网并网、孤岛运行可能出现的供电模式分别进行仿真分析,验证了自建模块的有效性,所提控制方法的可行性。
【关键词】：直流微网 光伏阵列 风电机组 MPPT 最大风能跟踪 能量管理
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM727
【目录】：
- 摘要6-7
- Abstract7-12
- 第1章 绪论12-17
- 1.1 课题研究意义12-13
- 1.2 国内外研究现状13-15
- 1.3 本文主要研究内容15-17
- 第2章 直流微网基本要素17-25
- 2.1 直流微网电压等级17-18
- 2.2 直流微网结网形式18-20
- 2.3 直流微网与交流配电网互联20-21
- 2.3.1 互联交流配电网的选择20-21
- 2.3.2 与配电网互联方式的选择21
- 2.4 直流微网能量管理与控制21-24
- 2.4.1 母线电压控制21-22
- 2.4.2 微电网的本地控制策略22-24
- 2.5 本章小结24-25
- 第3章 光伏发电建模25-38
- 3.1 PSCAD/EMTDC仿真软件简介25-27
- 3.2 光伏电池建模27-33
- 3.2.1 光伏电池数学模型27-31
- 3.2.2 自建光伏电池模块31-33
- 3.3 光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)33-36
- 3.4 自建光伏发电模块36
- 3.5 Boost DC-DC变换电路36-37
- 3.6 本章小结37-38
- 第4章 永磁直驱式风电机组建模38-53
- 4.1 风力机模型40-41
- 4.1.1 风力机数学模型40-41
- 4.1.2 风力机模块41
- 4.2 传动系统模型41-42
- 4.2.1 传动系统运动方程41
- 4.2.2 传动系统模块41-42
- 4.3 永磁同步发电机模型42-46
- 4.3.1 派克变换42-43
- 4.3.2 永磁同步发电机数学模型43-45
- 4.3.3 永磁同步发电机模块45-46
- 4.4 永磁直驱式风电机组控制46-52
- 4.4.1 风电机组运行状态46-47
- 4.4.2 最大风能跟踪控制47-49
- 4.4.3 基于最佳功率给定的最大风能跟踪控制49-50
- 4.4.4 自建最大风能跟踪控制模块50
- 4.4.5 风机侧变换器控制模型50-51
- 4.4.6 自建风机侧变换器控制模块51-52
- 4.5 本章小结52-53
- 第5章 直流微电网运行控制53-62
- 5.1 直流微电网与配电网互联53-56
- 5.1.1 电网侧变换器模型53-54
- 5.1.2 自建电网侧变换器模块54
- 5.1.3 电网侧变换器控制模型54-55
- 5.1.4 自建电网侧变换器控制模块55-56
- 5.2 直流微网能量协调控制56-58
- 5.3 直流微网孤岛运行58-61
- 5.3.1 铅酸蓄电池模型58-59
- 5.3.2 双向DC/DC变换器59-60
- 5.3.3 孤岛运行能量管理与控制60-61
- 5.4 本章小结61-62
- 第6章 基于分布式电源接入的直流微网仿真分析62-75
- 6.1 基本仿真参数设置62-63
- 6.1.1 光伏阵列参数62
- 6.1.2 风电机组参数62-63
- 6.1.3 配电网参数63
- 6.1.4 直流微电网参数63
- 6.2 直流微网并网运行仿真分析63-70
- 6.2.1 光伏、风电输出均为064-65
- 6.2.2 风、光单独供电65-69
- 6.2.3 风光联合供电69-70
- 6.3 直流微网孤岛运行仿真分析70-74
- 6.3.1 孤岛运行定负荷仿真71-72
- 6.3.2 孤岛运行变负荷仿真72-74
- 6.4 本章小结74-75
- 结论75-76
- 致谢76-77
- 参考文献77-82
- 攻读硕士学位期间发表的论文及科研项目82
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘晓东;李飞;方炜;吴静;刘雁飞;;直流微网中双向直流变换器的控制[J];电源学报;2014年05期
2 刘家赢;韩肖清;王磊;张鹏;王靖;;直流微电网运行控制策略[J];电网技术;2014年09期
3 李玉梅;g，
本文编号：791339
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/791339.html
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