用于直流微網的風光接入拓撲及其控制.pdf

1、隨著能源危機和環(huán)境危機的日益加劇，世界各國都開始關注清潔能源的發(fā)展和可再生能源的利用，以風能和太陽能為代表的分布式能源已逐漸成為學術界和工業(yè)界的研究熱點[1-2]。
　　但由于分布式發(fā)電空間分布的廣泛性和時間分布的隨機性，當分布式發(fā)電滲透率逐漸升高時，現有的電力系統(tǒng)在結構和設計理念上都面臨著很大的挑戰(zhàn)。為解決這一實際問題，美國學者于本世紀初首先提出了微網的概念。近年來，對微網的研究已成為國內外電氣工程領域的一個熱點問題[3-5]。

2、本論文基于直流架構的微網系統(tǒng)，主要研究用于直流微網系統(tǒng)的全功率風力發(fā)電控制策略、高增益光伏接入拓撲以及系統(tǒng)控制與能量管理機制。
　　1.在直流微網系統(tǒng)風力發(fā)電單元，本論文利用反電勢估算法原理，實現了基于內置觀測器的永磁電機位置估測矢量控制策略。在此基礎上采用風機內在功率特性MPPT策略，實現了最大風能捕獲和功率管理，并利用李雅普諾夫第一定理證明了這種策略在整個工作范圍內的穩(wěn)定性。同時，搭建了一套5kW永磁電機實驗測試平臺，對此控制

3、策略的有效性進行了實驗驗證。
　　2.在直流微網系統(tǒng)光伏發(fā)電單元，在總結現有高增益光伏接入拓撲的基礎之上，提出了一種基于耦合電感倍壓結構的有源箝位Boost高增益變流器拓撲結構。利用耦合電感倍壓結構引入了一個新的升壓控制自由度，實現了在常規(guī)占空比條件下的高升壓。同時，又利用耦合電感中的原邊漏感實現了主開關管的ZVS軟開通。實現了將光伏組件輸出的較低直流電壓高效率地提升至滿足并網單元需求的直流母線電壓的轉換任務。在實驗室制作了一臺實

4、驗樣機，驗證了此新型變流器在光伏發(fā)電應用場合的有效性。
　　3.根據直流徼網系統(tǒng)的控制要求，本論文選擇層次控制為整個系統(tǒng)的控制架構方案，并相應提出了變流器控制層，母線控制層以及調度管理層的層次控制結構。在變流器控制層中，為各交流器建立了簡化模型。在母線控制層中，介紹了系統(tǒng)中各個單元模塊的控制算法，以及根據母線電壓協(xié)調各單元運行的機制，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。最后，在實驗室搭建了一套直流微網測試平臺，通過多組實驗驗證了理論分析的正確性和可