風(fēng)光混合微網(wǎng)系統(tǒng)的運行控制研究.pdf

1、隨著能源與環(huán)境問題的日益凸顯，清潔、可再生的分布式發(fā)電技術(shù)逐漸成為全球矚目的焦點。然而分布式電源的接入對大電網(wǎng)產(chǎn)生了諸多不利影響，這制約了其并網(wǎng)與發(fā)展。微網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)很好的解決了這一矛盾。微網(wǎng)靈活的運行方式、高質(zhì)量的供電服務(wù)以及綠色高效的經(jīng)濟性能，使其成為了各國研究的熱點。微網(wǎng)系統(tǒng)包含多種分布式能源，稱為微電源，主要有風(fēng)力發(fā)電、光伏電池、燃料電池、儲能蓄電池等。其中風(fēng)力發(fā)電和光伏電池發(fā)展得最為快速與成熟。風(fēng)能與太陽能變化趨勢相反，具有天

2、然的互補性，風(fēng)光混合的微網(wǎng)系統(tǒng)較獨立的風(fēng)能或光伏微電網(wǎng)具有更高的供電可靠性，因此對其運行和控制的研究具有重要的現(xiàn)實意義。
　　 本文以建立微網(wǎng)運行控制仿真平臺為目標(biāo)，利用PSCAD/EMTDC搭建了一個風(fēng)光混合的小型微網(wǎng)系統(tǒng);討論了該微網(wǎng)中風(fēng)電機組和光伏電池的實用工程模型，并對微網(wǎng)在并網(wǎng)和孤島兩種運行模式下的控制策略進行了詳細研究;最后通過仿真驗證了所建模型的正確性和控制策略的可行性。本文的主要工作可以從以下三個方面概括:

3、>　　 首先，推導(dǎo)了光伏電池和直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機組的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)所設(shè)計的電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)，在PSCAD/EMTDC中搭建具有實用性和通用性的工程模型;對兩種微電源的最大功率跟蹤進行了探討，提出了一種基于擾動觀察法的光伏電池改進MPPT算法;并就上述問題進行仿真實驗，測試了所建模型的動態(tài)性能和對外界環(huán)境變化的適應(yīng)能力。
　　 其次，對直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電機組并網(wǎng)和兩級式光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)控制問題進行了研究:分析微電源逆變器的基本原理和

4、主要結(jié)構(gòu);討論了逆變器的不同并網(wǎng)控制模式，著重對PQ和V/f兩種控制策略進行了研究;并通過仿真分析驗證了控制策略的可行性和有效性。
　　 最后，本文對微網(wǎng)的兩種典型控制模式:主從控制和對等控制進行了分析比較，提出了并網(wǎng)運行時所有微電源采用PQ控制，孤島運行時蓄電池改為V/f控制的微電網(wǎng)整體控制策略。采用PSCAD/EMTDC搭建了一個包含直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、兩級式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和儲能蓄電池的風(fēng)光混合小型微網(wǎng)模型，微網(wǎng)采用本