微電網(wǎng)下垂控制及新型微網(wǎng)的研究.pdf

1、電力系統(tǒng)主要以集中發(fā)電、遠(yuǎn)距離輸電的大型互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為主。但近年來隨著用電負(fù)荷增加規(guī)模擴(kuò)大,電力系統(tǒng)的運行難度大、損耗大、成本高的缺點越來越明顯，同時也難以滿足越來越高的安全和穩(wěn)定性要求以及多樣化的供電需求。而微電網(wǎng)的獨立性、靈活性、交互性和經(jīng)濟(jì)性規(guī)避大電網(wǎng)所帶來的不足。而微電網(wǎng)控制是微電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)之一，是保證微電網(wǎng)功能實現(xiàn)的必要前提。在控制策略中，下垂控制具有靈活、可靠性高等優(yōu)點。本文針對微電網(wǎng)下垂控制進(jìn)行了研究，分析下垂控制原理以及

2、其控制的過程，并通過仿真得到微電網(wǎng)孤島運行模式的運行特性和微電網(wǎng)頻率、電壓的調(diào)節(jié)措施。初步探索了新型微電網(wǎng)ESM的基本概念、結(jié)構(gòu)、組成和優(yōu)缺點。主要研究內(nèi)容有如下：
　　(1)介紹了微電網(wǎng)在世界各國的研究動態(tài)，以及我國對微電網(wǎng)的研究和發(fā)展微電網(wǎng)的重要意義。簡要說明了微電網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)及組成構(gòu)件，并列出了在研究微電網(wǎng)時的關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀。
　　(2)分析微電源在不同運行模式下的幾種控制方法，并網(wǎng)模式下的P/Q控制和孤島模式下的

3、U/f控制及下垂控制，構(gòu)建其控制結(jié)構(gòu)圖并進(jìn)行分析。而后從微電網(wǎng)的層面列舉出了微電網(wǎng)的幾種主要的控制策略，有對等控制、主從控制、基于多代理技術(shù)控制和基于功率管理系統(tǒng)的控制策略，前兩種依照結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行分析，后兩種對其進(jìn)行了簡要原理分析。
　　(3)通過舉例推導(dǎo)分析下垂控制的原理和P/f下垂特性及Q/U下垂特性的公式和曲線，同時對改變功率下垂特性進(jìn)行推導(dǎo)，對改變有功P/f下垂特性和改變無功Q/U下垂特性得出最后的結(jié)論。
　　(4)研

4、究微電網(wǎng)采用對等控制及微電源逆變器采用下垂控制的原理圖，并說明了控制圖中各部分的作用。建立微電網(wǎng)孤島運行小信號模型，考慮模型中網(wǎng)絡(luò)、負(fù)荷和逆變器的狀態(tài)空間特性。以一由三個節(jié)點、三個負(fù)荷、兩個微電源組成的微電網(wǎng)為例，其在孤網(wǎng)運行的模式和下，通過MATLAB/SIMULINK環(huán)境中仿真分析，同時對微電網(wǎng)的特征值進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：負(fù)荷或電源的增加或減少可以影響頻率和電壓的變化，但利用逆變器的無功設(shè)置參數(shù)和有功設(shè)置參數(shù)來調(diào)節(jié)負(fù)荷的功率分配

5、實現(xiàn)無差調(diào)整；有功和無功下垂系數(shù)對微電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響較大；電氣距離與擾動點遠(yuǎn)的微電源在暫態(tài)過程中有更少的不平衡功率承擔(dān)；利用微電源輸出功率的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)負(fù)荷和微電源（DG）的“即插即用”。
　　(5)初步探索能源保證型微網(wǎng)（Energy Surety Microgrid）的作用、研究方向及提出的目的，該新型電網(wǎng)能實現(xiàn)五個保證要素：能源的安全性，可靠性，可持續(xù)性，系統(tǒng)安全和經(jīng)濟(jì)性。彌補(bǔ)了當(dāng)前只能實現(xiàn)其要素之中個別作用的不足。對其系統(tǒng)模