微網建模及其運行控制策略研究.pdf

1、負荷的持續(xù)增長、電力系統(tǒng)的老齡化、礦物能源危機、環(huán)境污染以及用戶對優(yōu)質電能的需求已成為全世界電力發(fā)展必須面臨的重大難題。微網的出現(xiàn)為解決這些問題帶來了新的契機，同時為各分布式電源的開發(fā)和利用提出了新的思路。微網是將分布式電源、負荷、儲能裝置及控制裝置等集成，形成的一個可控單元。微網與大電網之間存在兩種運行模式：聯(lián)網模式和孤島模式，如何保證微網在兩種模式下均能提供優(yōu)質穩(wěn)定的電能，同時實現(xiàn)兩種模式間的平穩(wěn)過渡是本文研究的主要內容。本文針對幾

2、種典型微源進行了建模，并提出了基于下垂特性的控制策略。
　　 分布式電源是微網的基本組成單元，本文分析了微網中主要的幾類分布式電源的工作原理及特性，建立了直驅式永磁同步風力發(fā)電系統(tǒng)，光伏發(fā)電系統(tǒng)和燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的模型。并在風力機模型中加入了槳距角控制，光伏電池模型中增加最大功率點跟蹤(MPPT)控制模塊。這些模型能夠很好的復現(xiàn)各DG的特性，為后續(xù)研究微網的運行狀態(tài)提供充足的理論支持。
　　 分布式電源靈活性高，但容易受

3、環(huán)境影響，輸出功率不穩(wěn)定，因此儲能系統(tǒng)顯得至關重要。本文選擇超級電容器作為研究對象，完成了超級電容器儲能系統(tǒng)的串并聯(lián)設計及建模，其中包括電容器組、雙向DC/DC變換器及其控制方法。本文采用經典的Buck-Boost型雙向DC/DC電路，電壓外環(huán)電流內環(huán)的雙環(huán)PID控制方式實現(xiàn)儲能系統(tǒng)的充放電控制，以保證微網供電的可靠性。
　　 微網研究的核心問題之一在于如何保證微網的穩(wěn)態(tài)運行以及微網受到擾動后如何維持暫態(tài)穩(wěn)定，即微網的控制策略問

4、題。本文對現(xiàn)存的微網控制策略進行簡要分析，選擇基于有功功率-頻率和無功功率-電壓的下垂特性控制作為分布式電源逆變器的控制方法，該逆變器采用功率外環(huán)，電壓電流雙內環(huán)的結構，使得輸出功率能夠自動跟隨負載的變化，實現(xiàn)DG穩(wěn)定運行。為提高該控制方式的穩(wěn)定性，本文對經典下垂特性做了一定的改進，加入了同步控制策略，很好的實現(xiàn)了多臺分布式電源的并聯(lián)運行及微網與主電網的對接，實現(xiàn)了微網在聯(lián)網模式與孤島模式間的平滑過渡。
　　 考慮當微網運行于孤