微电网柔性接入配电网控制策略研究

发布时间：2017-09-06 02:06

  本文关键词：微电网柔性接入配电网控制策略研究

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【摘要】：微电网是一种将分布式电源、负荷、储能装置、变流器以及监控保护装置有机整合在一起的小型发配电系统。随着微电网技术的发展及普及,微电网对配电网的渗透率也逐步提高。针对微电网接入配电网的特殊工况要求,如联络线潮流控制、电能质量治理、微网支撑配网电压越限、工作模式平滑切换等,还需相应的策略和装置进行一体化控制,即实现“柔性接入”,在保证微电网安全稳定运行的基础上,使其以灵活、友好、积极的方式接入配电网。本文从微电网与配电网的公共连接点处储能系统及固态开关的控制入手,提出并深入分析了微电网柔性接入配电网控制策略,设计了柔性接入一体化控制装置的软、硬件,并制作了装置样机,对柔性接入策略进行了实验验证。全文的主要内容如下：1、介绍了课题的研究背景及电网柔性接入配电网相关技术的研究现状,阐明了微电网需要一套柔性接入控制方法和装置来管理微电网与配电网间的互动。此外,还介绍了本文的工程应用背景。2、详细阐述了微电网柔性接入配电网控制策略的内涵及实现这一策略的基础。首先,系统的介绍了微电网柔性接入配电网策略的整体架构,然后分析了该策略的两大执行者——储能系统和固态开关的设计方法和控制策略,并通过建立相应的PSCAD仿真模型,验证了固态开关和储能系统在并网及孤岛状态下的控制策略的正确性。3、分析了微电网在并网转离网、离网转并网和并网运行状态下的公共连接点处储能系统和固态开关的一体化控制策略。包括：(1)研究了微电网并网运行状态下的控制策略,针对联络线功率波动及电能质量问题,分析了联络线潮流控制方法、公共连接点处电能质量复合控制方法,针对配电网电压波动、越限的问题,提出了配电网电压越限的评估方法及微电网对其支撑的方法；(2)针对微电网离网切换过程中容易出现的微电网内电压振荡、因联络线功率突变对配网和微网造成冲击等问题,提出了基于变参数PI控制的稳定控制方法和微电网最小扰动计划离网策略；(3)针对微电网离网转并网过程会对微网、配网造成冲击的问题,研究了主动预同期策略。最后对上述方法和策略进行了仿真验证。4、根据柔性接入策略提出的功能需求,设计并制作了微电网柔性接入配电网一体化控制装置样机,包括主电路、基于DSP-FPGA架构的主控制器、采样电路和机柜,设计还充分考虑了主控制器未来的功能扩展需要,并尽可能按照最完善的功能需求设计电路。制作的装置样机应用于南京市江宁区某企业的微电网实验室中,并对部分功能进行了实验验证。
【关键词】：微电网 柔性接入 储能系统 固态开关
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM732
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-21
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究现状10-17
• 1.2.1 微电网概述10-14
• 1.2.2 国外、国内微电网研究现状14-16
• 1.2.3 配电网接纳微电网(分布式电源)研究现状16
• 1.2.4 微电网柔性接入配电网研究现状16-17
• 1.3 论文的工程背景17-18
• 1.4 论文结构18-21
• 第二章 微电网柔性接入配电网控制策略系统框架及其基础21-35
• 2.1 引言21
• 2.2 微电网柔性接入配电网策略整体架构21-26
• 2.2.1 微电网系统方案21-22
• 2.2.2 柔性接入一体化控制装置架构22-24
• 2.2.3 柔性接入控制策略功能架构24-26
• 2.3 微电网柔性接入配电网实现基础26-34
• 2.3.1 储能系统控制策略26-30
• 2.3.2 PCC处固态开关控制策略30-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第三章 微电网柔性接入配电网控制策略35-49
• 3.1 引言35
• 3.2 微电网并网状态控制策略35-41
• 3.2.1 微电网联络线潮流控制35-36
• 3.2.2 微电网PCC处电能质量复合控制36-37
• 3.2.3 微电网对配电网的电压越限支撑37-41
• 3.3 微电网并网转离网控制策略41-46
• 3.3.1 孤岛检测41-42
• 3.3.2 基于变参数PI控制的微电网并网转离网稳定控制方法42-45
• 3.3.3 微电网最小扰动计划离网控制策略45-46
• 3.4 微电网离网转并网控制策略46-48
• 3.5 本章小结48-49
• 第四章 微电网柔性接入控制装置研制与实验验证49-69
• 4.1 引言49
• 4.2 装置硬件平台设计与实现49-59
• 4.2.1 主电路及固态开关设计49-52
• 4.2.2 主控制器设计52-57
• 4.2.3 采样电路设计57-58
• 4.2.4 机柜设计58-59
• 4.3 软件平台设计与实现59-60
• 4.4 实验验证60-67
• 4.4.1 固态开关实验60-64
• 4.4.2 储能系统实验64-67
• 4.5 本章小结67-69
• 第五章 总结与展望69-71
• 5.1 总结69
• 5.2 展望69-71
• 致谢71-73
• 参考文献73-75
• 附录75-85
• 作者简介85

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本文编号：801516