微电网仿真建模及控制策略的研究

论文摘要

由于目前的环境问题以及能源问题日益突出,寻找可以代替一次能源的清洁型能源是目前全球关注的问题,而电能作为一种清洁性的二次能源,其发展受到了越来越广泛的关注。生产电能这种二次能源的过程会造成污染,并且生产电能这种二次能源的化石能源面临枯竭,利用清洁型的可再生能源发电受到了全球的重视,所以对于可再生能源的发电的研究成为目前电力研究的热点。可再生能源发电的研究分为很多方面,当前对于微电网的研究多偏向于微电网并网运行和孤岛运行时微电网内分布式电源的控制策略的研究,特别是对于单个逆变型电源的双环控制的研究已经比较成熟。当前研究的主流是分布式电源组成的微电网的控制,而微电网内部一般含有多种类型的分布式电源,微电网的稳定运行除了依靠控制微电网内分布式电源的稳定外,还需要依靠微电网内部电源的协调控制,目前对微电网内部分布式电源的协调控制的研究比较少。本论文对微电网内分布式电源的协调控制做了深入的研究,制定了相应的协调控制的约束条件,确立了微电网内不同分布式电源的启停以及运行条件。并且依照制定的启停以及运行条件,在外部的环境以及微电网负荷变化比较频繁的情况下,实现能源的优化利用的同时也实现了分布式电源的控制策略的自动平滑切换。从而实现了微电网内分布式电源的协调调度与控制。同时依照这些约束条件,给定了分布式电源的控制模式,并且比较了蓄电池控制模式的优劣。并利用数字仿真平台MATLAB/simulinK做了大量的仿真工作,最后证明了这些约束条件的可行性,也验证了所得结论的正确性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 微电网的特点与研究现状
• 1.3 微电网的控制与保护
• 1.4 微电网运行控制方式
• 1.4.1 主从控制
• 1.4.2 对等控制
• 1.4.3 分层控制
• 1.5 本论文的工作
• 第二章 微电网中分布式电源的并网控制
• 2.1 光伏发电单元
• 2.1.1 光伏发电单元PQ控制
• 2.1.2 最大功率跟踪算法
• 2.1.3 光伏发电单元的功率跟随控制
• 2.2 风机发电单元
• 2.2.1 风机发电单元PQ控制
• 2.2.2 风机发电单元的功率限制控制
• 2.3 蓄电池单元
• 2.3.1 蓄电池PQ控制
• 2.3.2 蓄电池的V/f控制
• 2.3.3 蓄电池的下垂V/f控制
• 2.4 同步电机单元
• 2.5 分布式电源并网控制基础理论介绍
• 2.5.1 瞬时功率的计算
• 2.5.2 软件锁相原理
• 2.5.3 电流内环控制原理
• 2.6 本章小结
• 第三章 单微电网运行的分层控制策略
• 3.1 中央控制层的信息输入与输出
• 3.2 微电网运行目标
• 3.3 约束条件
• 3.3.1 等式约束条件
• 3.3.2 不等式约束条件
• 3.4 单微网的分层控制
• 3.5 并网运行时的中央控制层控制策略
• 3.5.1 中央控制层策略
• 3.5.2 案例分析
• 3.6 孤岛运行时的中央控制层控制策略
• 3.6.1 中央层控制介绍
• 3.6.2 案例分析
• 3.7 本章小结
• 第四章 微电网整体控制策略的仿真验证
• 4.1 微电网并网运行的算验证例
• 4.1.1 微电网并网运行模型及参数
• 4.1.2 可再生能源的出力及负荷变化情况
• 4.1.3 微电网并网运行时中央控制策略验证
• 4.1.4 蓄电池单元与同步电机的仿真结果
• 4.1.5 蓄电池直流变换器单环控制与双环控制对比
• 4.2 微电网孤岛运行的算例验证
• 4.2.1 微电网孤岛运行模型及参数
• 4.2.2 可再生能源的出力以及负荷的变化情况
• 4.2.3 微电网孤岛运行时的微电网中央控制策略的验证及结论
• 4.2.4 蓄电池单元的逆变控制的结果验证
• 4.3 微电网孤岛运行时蓄电池采用下垂V/f控制的算例验证
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢