光储微网并离网控制策略研究
发布时间：2021-10-09 15:38
传统的发输配供电网络虽仍是当下获得电力的主要来源,但其存在供电模式单一,集中而不灵活,运维成本高的缺点,相比于主电网发电系统分布式发电具有分散性、灵活性的优势,完美补充主电网系统的不足,这也使得联合各种分布式发电而成的微电网系统成为电力发展研究的热点。与主电网不同,微电网的运行模式分为并网运行和孤岛运行两种模式,让两种运行模式进行平稳地过渡切换对于微电网良好运行具有重要意义,因此研究一种无缝过渡控制策略对于微电网的发展有不可估量的实用价值。本文选取分布式发电中的光伏发电,以光储微网为模型对其并网、孤岛运行模式之间的无缝过渡控制策略展开研究。首先搭建光伏发电系统和储能系统模型,利用MPPT扰动观测法对光伏发电系统进行最大功率追踪,仿真分析研究光伏发电系统输出特性,研究储能系统蓄电池双向DC/AC变换器控制原理,仿真分析研究储能系统输出特性。其次,对微电网系统三种基本控制策略和系统中逆变器的几种常用控制策略进行研究,即对PQ控制、V/f控制和下垂（Droop）控制进行深入分析,为下一步研究光储微网主从综合控制奠定理论基础。最后,针对光储微网并网运行和离网运行模式下主从控制策略,提出并网运行...
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微电网并网示意图
湖北工业大学硕士学位论文7第2章光储系统建模与仿真研究本章主要对光储微网中光伏发电系统和储能系统原理进行分析，然后在MATLAB/Simulink环境下构建对应模型，并针对相应的控制策略进一步进行仿真分析。2.1光储系统光储系统，又称太阳能光伏储能发电系统，是由光伏设备和储能设备组成的发电系统。光储系统微电网是一组由分布式光伏设备、储能设备和本地负荷组成的包括发、输、配、用的小型局域电网系统[34]。2.1.1光伏发电系统太阳能是一种可再生能源，是人类目前可使用能源中的一项重要组成部分。在化石燃料日益减少的背景下，太阳能正在不断快速发展和开展多方位运用。其中，太阳能发电就是一种规模巨大、清洁环保的新兴可再生能源。光伏发电指的是将光能直接转变为电能的一种技术，其原理是光生伏特效应，即半导体在受到光照射时产生电动势的现象。太阳光照在半导体PN结上，形成新的空穴-电子对，在PN结内建电场的作用下，光生空穴流向P区，光生电子流向N区，PN结两端产生感应电动势，接通电路后就产生电流，释放电能。光伏发电为直流电且由于太阳光照强度不稳定，发电功率输出难以稳定，因此需要先使用逆变器将光伏电源和电网相连，然后向负荷提供电能。图2.1为光伏发电的系统结构。图2.1光伏发电系统结构2.1.2蓄电池储能系统
湖北工业大学硕士学位论文8光储微网中，储能系统蓄电池电能主要来自主电网和分布式光伏发电，因蓄电池在放电时通过逆变器有稳定的输出，所以储能蓄电池是光储微网中的主要电源，同时在光储微网离网运行状态下保持系统电压和频率的稳定[35]。图2.2为蓄电池储能系统结构图。图2.2蓄电池储能系统结构2.2光伏发电系统建模及仿真分析2.2.1光伏发电系统建模太阳能光伏电源具有发电电压孝电流小且功率低的特点，所以需要将足够多的光伏电池先采用串并联的方式组装后再运行，这样才能产生持续且稳定的电力以保证对外界负荷的供给。光伏电池受其自身材料和制作工艺影响，在光电转换过程中会有一部分损耗，考虑到这个损耗对发电输出有影响，因此在光伏发电等效电路中加入一个等效电阻sR来等效其损耗，且等效电阻sR与损耗大小成正比例关系，而发电效率与其是反比例关系。在等效电路中并联电阻shR是等效漏电电阻，为了补充电池自身老化等情况引起的损耗。图2.3为基于以上原理的光伏电池等效电路。
【参考文献】：
期刊论文
[1]微电网运行模式平滑切换的控制策略[J]. 邱麟,许烈,郑泽东,李永东,郑治雪. 电工技术学报. 2014(02)
[2]光储微网系统并网/孤岛运行控制策略[J]. 徐少华,李建林. 中国电机工程学报. 2013(34)
[3]微电网与公共电网即插即用技术研究[J]. 霍群海,唐西胜. 电力自动化设备. 2013(07)
[4]基于复合储能的微电网运行模式平滑切换控制[J]. 刘志文,夏文波,刘明波. 电网技术. 2013(04)
[5]风/光/储混合微电网的详细建模与仿真[J]. 李海平,唐巍. 电力系统保护与控制. 2012(18)
[6]微电网切换至孤岛运行时的小信号稳定性分析[J]. 郑竞宏,李兴旺,王燕廷,朱守真,王小宇,祝洪博. 电力系统自动化. 2012(15)
[7]分布式发电系统无缝切换控制策略[J]. 王晓寰,张纯江. 电工技术学报. 2012(02)
[8]微电网带负荷并网的平滑切换条件及控制策略[J]. 李兴旺,郑竞宏,刘鹏飞,朱守真,祝洪博. 黑龙江电力. 2012(01)
[9]大规模光伏并网发电系统建模与运行分析[J]. 戴武昌,孔令国,崔柱. 中国电力. 2012(02)
[10]基于储能的微网并网/离网无缝切换技术[J]. 唐西胜,邓卫,齐智平. 电工技术学报. 2011(S1)
博士论文
[1]风光柴蓄复合发电及其智能控制系统研究[D]. 茆美琴.合肥工业大学 2004
[2]独立光伏系统中蓄电池管理的研究[D]. 欧阳名三.合肥工业大学 2004
硕士论文
[1]基于光伏并网逆变器的软件锁相环技术的研究[D]. 杨国韬.太原科技大学 2013
[2]基于小水电和风电的微电网建模与仿真研究[D]. 李笑帆.昆明理工大学 2013
[3]含分布式电源和储能装置的微电网控制技术研究[D]. 孙瑾.山东大学 2012
[4]扬州智能电网信息平台的安全防护研究[D]. 于翔.华北电力大学 2012
[5]基于三电平变换器的风光储互补发电技术研究[D]. 邢月红.上海电力学院 2012
[6]基于DIgSILENT的微网建模及其谐波与间谐波分析方法研究[D]. 杜旭浩.天津大学 2012
[7]微电网综合控制策略的研究[D]. 牟晓春.东北电力大学 2011
[8]分布式电源的并网策略与协调控制[D]. 雷珽.上海交通大学 2011
[9]ZigBee传感器网络技术在蓄电池生产过程中的应用研究[D]. 孙会祥.山东轻工业学院 2009
本文编号：3426646
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微电网并网示意图
湖北工业大学硕士学位论文7第2章光储系统建模与仿真研究本章主要对光储微网中光伏发电系统和储能系统原理进行分析，然后在MATLAB/Simulink环境下构建对应模型，并针对相应的控制策略进一步进行仿真分析。2.1光储系统光储系统，又称太阳能光伏储能发电系统，是由光伏设备和储能设备组成的发电系统。光储系统微电网是一组由分布式光伏设备、储能设备和本地负荷组成的包括发、输、配、用的小型局域电网系统[34]。2.1.1光伏发电系统太阳能是一种可再生能源，是人类目前可使用能源中的一项重要组成部分。在化石燃料日益减少的背景下，太阳能正在不断快速发展和开展多方位运用。其中，太阳能发电就是一种规模巨大、清洁环保的新兴可再生能源。光伏发电指的是将光能直接转变为电能的一种技术，其原理是光生伏特效应，即半导体在受到光照射时产生电动势的现象。太阳光照在半导体PN结上，形成新的空穴-电子对，在PN结内建电场的作用下，光生空穴流向P区，光生电子流向N区，PN结两端产生感应电动势，接通电路后就产生电流，释放电能。光伏发电为直流电且由于太阳光照强度不稳定，发电功率输出难以稳定，因此需要先使用逆变器将光伏电源和电网相连，然后向负荷提供电能。图2.1为光伏发电的系统结构。图2.1光伏发电系统结构2.1.2蓄电池储能系统
湖北工业大学硕士学位论文8光储微网中，储能系统蓄电池电能主要来自主电网和分布式光伏发电，因蓄电池在放电时通过逆变器有稳定的输出，所以储能蓄电池是光储微网中的主要电源，同时在光储微网离网运行状态下保持系统电压和频率的稳定[35]。图2.2为蓄电池储能系统结构图。图2.2蓄电池储能系统结构2.2光伏发电系统建模及仿真分析2.2.1光伏发电系统建模太阳能光伏电源具有发电电压孝电流小且功率低的特点，所以需要将足够多的光伏电池先采用串并联的方式组装后再运行，这样才能产生持续且稳定的电力以保证对外界负荷的供给。光伏电池受其自身材料和制作工艺影响，在光电转换过程中会有一部分损耗，考虑到这个损耗对发电输出有影响，因此在光伏发电等效电路中加入一个等效电阻sR来等效其损耗，且等效电阻sR与损耗大小成正比例关系，而发电效率与其是反比例关系。在等效电路中并联电阻shR是等效漏电电阻，为了补充电池自身老化等情况引起的损耗。图2.3为基于以上原理的光伏电池等效电路。
【参考文献】：
期刊论文
[1]微电网运行模式平滑切换的控制策略[J]. 邱麟,许烈,郑泽东,李永东,郑治雪. 电工技术学报. 2014(02)
[2]光储微网系统并网/孤岛运行控制策略[J]. 徐少华,李建林. 中国电机工程学报. 2013(34)
[3]微电网与公共电网即插即用技术研究[J]. 霍群海,唐西胜. 电力自动化设备. 2013(07)
[4]基于复合储能的微电网运行模式平滑切换控制[J]. 刘志文,夏文波,刘明波. 电网技术. 2013(04)
[5]风/光/储混合微电网的详细建模与仿真[J]. 李海平,唐巍. 电力系统保护与控制. 2012(18)
[6]微电网切换至孤岛运行时的小信号稳定性分析[J]. 郑竞宏,李兴旺,王燕廷,朱守真,王小宇,祝洪博. 电力系统自动化. 2012(15)
[7]分布式发电系统无缝切换控制策略[J]. 王晓寰,张纯江. 电工技术学报. 2012(02)
[8]微电网带负荷并网的平滑切换条件及控制策略[J]. 李兴旺,郑竞宏,刘鹏飞,朱守真,祝洪博. 黑龙江电力. 2012(01)
[9]大规模光伏并网发电系统建模与运行分析[J]. 戴武昌,孔令国,崔柱. 中国电力. 2012(02)
[10]基于储能的微网并网/离网无缝切换技术[J]. 唐西胜,邓卫,齐智平. 电工技术学报. 2011(S1)
博士论文
[1]风光柴蓄复合发电及其智能控制系统研究[D]. 茆美琴.合肥工业大学 2004
[2]独立光伏系统中蓄电池管理的研究[D]. 欧阳名三.合肥工业大学 2004
硕士论文
[1]基于光伏并网逆变器的软件锁相环技术的研究[D]. 杨国韬.太原科技大学 2013
[2]基于小水电和风电的微电网建模与仿真研究[D]. 李笑帆.昆明理工大学 2013
[3]含分布式电源和储能装置的微电网控制技术研究[D]. 孙瑾.山东大学 2012
[4]扬州智能电网信息平台的安全防护研究[D]. 于翔.华北电力大学 2012
[5]基于三电平变换器的风光储互补发电技术研究[D]. 邢月红.上海电力学院 2012
[6]基于DIgSILENT的微网建模及其谐波与间谐波分析方法研究[D]. 杜旭浩.天津大学 2012
[7]微电网综合控制策略的研究[D]. 牟晓春.东北电力大学 2011
[8]分布式电源的并网策略与协调控制[D]. 雷珽.上海交通大学 2011
[9]ZigBee传感器网络技术在蓄电池生产过程中的应用研究[D]. 孙会祥.山东轻工业学院 2009
本文编号：3426646
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