新能源分布式独立微电网的调度管理的研究

论文摘要

针对目前中国西部部分地区以及东南沿海海岛用电难的问题。根据当地风能和光能的互补发电情形,提出在这些地区装上一套由风力发电、太阳能发电、柴油机发电和蓄电池组成的微电网发电系统。本文应用先进的电力电子技术,研究利用高效的风能和太阳能、将电力变换回路以及将先进的控制技术应用到风光柴蓄分布式微电网发电系统中,控制微电网系统的稳定,保持微电网系统的功率平衡,解决这些偏远地区的用电难问题。本文以珠海兴业太阳能公司珠海东澳岛1.1MW风光柴蓄微电网发电系统项目工程为背景。首先介绍了分布式微电网的意义、背景与现状、特点和发展优势,进而介绍了两种典型的风光柴蓄微电网发电的结构与控制原理。对比其优缺点,并且根据该项目要求,本文设计了一种风光柴蓄分布式微电网的结构,说明其特点和优势。本文接着阐述了风力发电机PWM变流器电路的原理和控制方式,研究了太阳能电池的直流斩波电路与并网逆变、柴油发电机的接入方式,以及双向逆变器的原理与仿真建模。研究了风机的动力学特性,太阳能电池的原理与仿真建模,柴油机的运行原理,以及蓄电池的运行原理与仿真建模。并且用Simulink仿真工具得到上述模型的仿真图与仿真波形曲线。最后提出风光柴蓄分布式微电网发电系统的控制策略,包括各个模块的控制方式、微电网系统的各项功能、双向逆变器交流侧的电压控制以及风光柴蓄分布式微电网的能量调度与管理。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 分布式微电网的意义
• 1.2 分布式微电网发电的背景和现状
• 1.3 分布式微电网的特点
• 1.4 分布式微电网发电的发展优势
• 1.5 论文研究的主要内容
• 第2章 新能源分布式微电网的结构设计
• 2.1 新能源微电网的组成
• 2.2 典型的风光柴蓄微电网结构
• 2.3 风光柴蓄分布式微电网的结构设计
• 2.4 分布式微电网调度管理的主要内容
• 第3章 微电网发电子系统建模与控制
• 3.1 风力发电机
• 3.1.1 风力机动力学特性
• 3.1.2 风力发电机的原理
• 3.1.3 风力机的模型
• 3.1.4 风力发电机功率变换的控制策略
• 3.2 太阳能电池
• 3.2.1 太阳能发电的介绍
• 3.2.2 太阳电池的结构和基本工作原理
• 3.2.3 太阳能电池的仿真与建模
• 3.2.4 太阳能电池的直流斩波电路
• 3.2.5 太阳能电池板的并网逆变
• 3.3 双向逆变器
• 3.3.1 双向逆变器的原理与控制策略
• 3.3.2 逆变器的锁相环
• 3.4 柴油机发电机
• 3.4.1 柴油机的基本工作原理
• 3.4.2 柴油发电机的主要性能及技术要求
• 3.4.3 柴油发电机组的配套特点
• 3.4.4 柴油发电机的整流与接入
• 3.5 蓄电池的电特性与仿真模型
• 3.5.1 蓄电池的电特性
• 3.5.2 蓄电池的仿真模型
• 第4章 风光柴蓄分布式微电网的能量管理与调度
• 4.1 分布式微电网能量管理系统的结构
• 4.2 调度管理系统的功能
• 4.3 微电网用户侧的电压控制
• 4.4 系统总的功率平衡控制策略
• 4.5 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢