基于DSP的儲能改善直流微網(wǎng)電能質(zhì)量研究.pdf

1、為應(yīng)對能源危機(jī)、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，近年來以可再生能源作為重要能源的直流微電網(wǎng)技術(shù)得到了迅速發(fā)展。與直流微電網(wǎng)相關(guān)的一系列關(guān)鍵技術(shù)成為研究的熱點(diǎn)，直流微電網(wǎng)電能質(zhì)量問題分析與治理則是其中的關(guān)鍵技術(shù)之一。由于直流微電網(wǎng)系統(tǒng)本身的特殊性，其電能質(zhì)量問題與內(nèi)部分布式微源、儲能裝置及負(fù)荷的運(yùn)行特性密切相關(guān)。基于直流微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特殊性，本文采用混合儲能技術(shù)對直流微電網(wǎng)的電能質(zhì)量問題進(jìn)行綜合治理。本文圍繞直流微電網(wǎng)的電能質(zhì)量問題治理，著重研究了以下幾個方

2、面。
　　首先介紹了微電網(wǎng)的研究背景和研究意義，介紹了國內(nèi)外微電網(wǎng)的研究成果，包括微電網(wǎng)新能源的接入研究、微電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)控制的研究及微電網(wǎng)電能質(zhì)量改善的研究并指出了本文的研究重點(diǎn)。
　　其次介紹了本文研究的混合儲能特性，接口電路及其控制方法。首先分析了目前微電網(wǎng)中常用的能量儲存方式，包括超級電容器儲能、蓄電池儲能、飛輪儲能等，之后介紹了混合儲能的接口電路即雙向DC/DC電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、運(yùn)行原理及工作狀態(tài)，最后綜合儲能原件各不

3、相同的特性分別設(shè)計(jì)了接口電路的控制系統(tǒng)。
　　接著對直流微電網(wǎng)中電能質(zhì)量問題的形成原因進(jìn)行了研究分析。在電能質(zhì)量問題產(chǎn)生原因方面，著重研究了包括太陽能電池及風(fēng)力發(fā)電機(jī)在內(nèi)的分布式電源對直流微電網(wǎng)的影響;直流微電網(wǎng)離網(wǎng)時(shí)大型負(fù)荷及沖擊性負(fù)荷投切對直流微電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生影響;切換直流微電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)對直電能質(zhì)量的影響等。在研究分析導(dǎo)致直流微電網(wǎng)電能質(zhì)量出現(xiàn)問題的原因之后得出將直流微電網(wǎng)電能質(zhì)量問題歸結(jié)到直流母線電壓問題的結(jié)論，提出通過辨

4、識直流母線電壓問題檢測直流微電網(wǎng)電能質(zhì)量的治理方案。
　　對直流微電網(wǎng)電能質(zhì)量問題的檢測方法進(jìn)行了研究，將電能質(zhì)量問題的檢測歸結(jié)于直流母線電壓的檢測，分析比較了包括傅立葉變換理論自適應(yīng)檢測理論，小波檢測理論等檢測方法，最終確定采用電壓實(shí)時(shí)跟蹤與小波檢測相結(jié)合的方式檢測直流母線電壓問題。
　　最后研究了直流微電網(wǎng)電能質(zhì)量問題的治理方案，電能質(zhì)量問題的治理以分級治理為原則，依照直流母線電壓的惡化程度將直流微電網(wǎng)分類成三種不同程度

5、的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)超級電容儲能和蓄電池儲能的不同特點(diǎn)，，設(shè)計(jì)了既能發(fā)揮兩種元件各自優(yōu)點(diǎn)，又能控制兩種元件運(yùn)行在安全穩(wěn)定區(qū)間的混合儲能單元綜合能量管理方法，從而提升儲能元件使用壽命，同時(shí)增強(qiáng)電能質(zhì)量問題治理效果。
　　為了驗(yàn)證本文提出的基于儲能治理直流微電網(wǎng)電能質(zhì)量問題的方案的可行性，在Matlab/Simulink平臺下搭建了仿真模型，仿真模型涵蓋了微源，混合儲能，各種負(fù)載等微電網(wǎng)常見組建，并模擬了微源輸出不穩(wěn)定、微源停止輸出、負(fù)荷