低压直流微电网中相关控制策略的研究

发布时间：2017-09-15 13:37

  本文关键词：低压直流微电网中相关控制策略的研究

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【摘要】：近些年,随着资源的不断消耗与环境污染严重性的日益呈现,新型资源的合理开发和智能配电网的发展已迫在眉睫。基于以上背景,直流微电网以一新颖的电网结构模式逐渐得到了发展,这种新型电网结构模式的出现,与我国目前的电力发展与人类所需不谋而合,逐渐获得了人们的普遍关注。相对于传统的交流型微网结构,目前针对直流微网的进展仍然较为迟缓,且对其能量管理策略、系统控制策略的研究也不是很全面。介于此,文中对低压直流微网中相关控制策略展开论述,为进一步促进其发展做出贡献。首先,给出了文中研究所需的两个直流微网的网架结构,且分别对构建此直流微网结构的各个单元组件部分展开基本原理的分析与元件模型的搭建。论述光伏微源运行思路,对光伏微源模型在MATLAB环境下进行了搭建与仿真,简单的论述了其输出特性,且运用扰动观测法,完成了其MPPT输出;对组成直流微网的蓄电池、燃料电池的运行特性、基本的运行原理以及输出特征进行了分析与判断;对组成直流微网系统内相关变换器(DC/DC、AC/DC)的运行原理及动态特征进行了阐述。然后,引入一种直流微电网系统直流母线电压控制策略。基于文中直流微网结构模型,以下垂特性控制法为基础,以设定电压的阈值的方法,给系统的直流母线设定了不同的电压级别,然后依据直流微网的工作特性在系统不同的运行模式下特性的不同,依据系统直流母线电压变化,对组成系统内各元件分别设计其相应的控制策略,使光伏电池可运行于MPPT输出与恒压运行模式;蓄电池在相应控制策略的基础下,实现了系统母线电压的变化与其自身充放电特性的协调;当系统处于重载运行状态时,此时采用切负荷控制策略,用以实现直流微电网系统直流母线电压的稳定性控制。仿真结果表明:系统并网工作模式时,系统功率差额之平衡可通过双向交直流变换器来实现,促使系统母线电压维持在一定的范围内;系统孤岛工作模式下,仿真分析得出下垂特性控制可以使系统直流母线电压维持在一定范围内,但是给系统直流母线电压带来了一定的影响,即引入了电压偏差。最后,引入基于多Agent(代理)技术的直流微网能量管控策略,采用文中所建立系统模型,设定含有微源Agent与微网Agent的系统运行机制。且定义了系统内各代理的运行职责,即微网代理协调控制与管理各微源代理,微源代理主要实现对其自身工作状态的管理与控制。通过仿真得出,本文所设计的基于多Agent技术系统能量管控策略有效的。
【关键词】：直流微网 直流母线电压 下垂控制法 多 Agent 控制技术 能量管理与控制
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM727
【目录】：

• 摘要5-6
• 英文摘要6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 本课题研究背景10-11
• 1.2 直流微电网的概念及其研究意义11-13
• 1.2.1 直流微电网的概念11-12
• 1.2.2 直流微电网的基本架构12-13
• 1.2.3 直流微电网的研究意义13
• 1.3 直流微电网的研究现状及发展动态13-16
• 1.3.1 直流微电网的国内外研究现状及发展动态13-14
• 1.3.2 直流微电网母线电压控制的研究现状14-15
• 1.3.3 直流微电网能量管理的研究现状15-16
• 1.4 本文的主要工作16-17
• 第二章 直流微电网的建模及特性分析17-35
• 2.1 引言17
• 2.2 文中所选用的直流微网架构17-18
• 2.3 光伏电池的建模及仿真分析18-27
• 2.3.1 光伏电池模型及输出特性18-22
• 2.3.2 光伏电池的最大功率跟踪模型22-27
• 2.4 蓄电池储能的建模及仿真分析27-30
• 2.4.1 蓄电池模型及输出特性27
• 2.4.2 双向DC/DC变换器基本原理27-28
• 2.4.3 双向DC/DC变换器的控制28-29
• 2.4.4 蓄电池的仿真分析29-30
• 2.5 燃料电池的建模分析30-32
• 2.6 双向AC/DC变换器的建模及仿真分析32-34
• 2.6.1 双向AC/DC变换器的模型与控制32-33
• 2.6.2 双向AC/DC变换器仿真分析33-34
• 2.7 本章小结34-35
• 第三章 下垂控制对直流微电网系统母线电压的影响的研究35-51
• 3.1 引言35
• 3.2 下垂特性控制法的基本原理35-36
• 3.3 低压直流微电网的运行模式36-37
• 3.4 基于下垂控制的直流微电网控制策略的设计37-39
• 3.4.1 光伏电池Boost变换器的控制策略37-38
• 3.4.2 蓄电池的充放电控制策略38-39
• 3.4.3 系统可中断负荷的控制策略39
• 3.5 仿真分析39-50
• 3.6 本章小结50-51
• 第四章 多Agent技术在直流微电网能量管理中的应用及研究51-63
• 4.1 引言51
• 4.2 多Agent技术的涵义51-52
• 4.3 多Agent技术在直流微电网中应用的基本原理52-54
• 4.4 多Agent能量管理策略在直流微电网中的应用及研究54-57
• 4.4.1 直流微电网多代理控制框架的构建54-55
• 4.4.2 直流微电网中各元部件的代理定义55-56
• 4.4.3 直流微电网多Agent控制方法56-57
• 4.5 直流微电网中多代理能量管理策略的应用仿真57-61
• 4.5.1 仿真参数的选取57-58
• 4.5.2 仿真分析58-61
• 4.6 本章小结61-63
• 第五章 结论与展望63-64
• 5.1 本文结论63
• 5.2 未来展望63-64
• 参考文献64-69
• 发表论文与科研情况说明69-70
• 致谢70-71

【参考文献】

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1 吴卫民;何远彬;耿攀;钱照明;汪i裆，

本文编号：856853