微電網(wǎng)光儲(chǔ)發(fā)電系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略研究.pdf

1、隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，能源的需求量急劇擴(kuò)大，導(dǎo)致傳統(tǒng)化石能源逐步消耗殆盡，作為化石能源的替代品，可再生能源受到了越來(lái)越多的關(guān)注。分布式發(fā)電作為可再生能源利用的主要組成形式，其輸出功率具有間歇性與隨機(jī)性，大規(guī)模并網(wǎng)必然會(huì)對(duì)電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定運(yùn)行造成沖擊和影響。因此，以分布式發(fā)電為基礎(chǔ)的微電網(wǎng)技術(shù)被眾多學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)所重視。微電網(wǎng)不僅能大量接納可再生能源發(fā)電，緩解能源緊缺和環(huán)境危機(jī)，而且有助于提高供電可靠性、增加供電系統(tǒng)的容量。為適應(yīng)大規(guī)模

2、分布式發(fā)電接入微電網(wǎng)的需要，研究外部環(huán)境、負(fù)荷功率以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，如何協(xié)調(diào)控制儲(chǔ)能裝置、分布式電源以及變換器使微電網(wǎng)在不同運(yùn)行模式下都能滿(mǎn)足電能質(zhì)量的要求顯得尤為重要。本文緊緊圍繞光儲(chǔ)混合微電網(wǎng)裝置的研究與設(shè)計(jì)，展開(kāi)下述研究工作:
　　(1)建立了光伏電池工程實(shí)用仿真模型，選用擾動(dòng)觀察法作為本文的最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)控制算法，計(jì)算電路參數(shù)，在Matlab/Simulink中搭建光伏發(fā)電系統(tǒng)仿真模型，對(duì)不同溫度和光照強(qiáng)

3、度下的最大功率點(diǎn)跟蹤進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果驗(yàn)證了光伏模型和控制算法的靈敏性和有效性。
　　(2)介紹了磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能原理及優(yōu)勢(shì)，建立了其等效電路模型，對(duì)電池容量進(jìn)行了定量計(jì)算，重點(diǎn)分析了Buck/Boost雙向變流器的工作原理并推導(dǎo)了小信號(hào)數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)控制方法，最后在Matlab/Simulink中搭建了仿真模型，對(duì)儲(chǔ)能充放電模式自動(dòng)轉(zhuǎn)換進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果驗(yàn)證了雙環(huán)控制策略的正確性。

4、　　(3)對(duì)微電網(wǎng)的運(yùn)行方式和控制策略進(jìn)行了分析，著重?cái)⑹隽宋㈦娋W(wǎng)微源級(jí)和系統(tǒng)級(jí)兩種控制策略，并在此基礎(chǔ)上，提出了適用于光儲(chǔ)混合微電網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制策略。在Matlab/Simulink環(huán)境下搭建了光儲(chǔ)混合微電網(wǎng)的仿真模型，分析了并網(wǎng)模式、孤島模式和并網(wǎng)/孤網(wǎng)模式切換下的仿真結(jié)果。結(jié)果表明:當(dāng)外部環(huán)境、負(fù)荷功率以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，光儲(chǔ)混合微電網(wǎng)具有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力，滿(mǎn)足微電網(wǎng)電能質(zhì)量要求，驗(yàn)證了所提出的光儲(chǔ)混合微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制策略的有效

5、性，為下一步裝置實(shí)現(xiàn)提供了理論依據(jù)。
　　(4)基于dSPACE1006開(kāi)發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)了光儲(chǔ)混合微電網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，搭建了硬件電路并完成器件選型，并對(duì)dSPACE1006軟件控制部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括信號(hào)采集處理單元、主控制單元、軟件保護(hù)單元、實(shí)時(shí)在線(xiàn)調(diào)整Control Desk界面和PWM控制信號(hào)生成單元。在低壓環(huán)境下進(jìn)行了并網(wǎng)模式和孤島模式下的變載實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的主電路和提出的協(xié)調(diào)控制策略可以保證微電網(wǎng)在并網(wǎng)模式和孤網(wǎng)模