光伏電站站內(nèi)用直流微網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計及其運行控制策略研究.pdf

1、為實現(xiàn)光伏電站站內(nèi)用電的本地化和清潔化，本文依托北京京能八達嶺太陽能綜合試點工程及北京市科技計劃課題資助項目(D131104002013003)，建立了包含分布式光伏電源、儲能及站內(nèi)負荷的100kW直流微網(wǎng)系統(tǒng)，完成了直流微網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計及運行控制策略的研究。
　　首先，基于對常見直流微網(wǎng)基本拓撲結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點的分析，選擇輻射狀雙母線結(jié)構(gòu)作為光伏站內(nèi)用直流微網(wǎng)系統(tǒng)的基本拓撲，直流母線電壓選為750V。在變流器設(shè)計上，選擇全橋整流電路、B

2、oost電路、非隔離型雙向Buck-Boost電路及全橋逆變電路分別作為并網(wǎng)、光伏、儲能和負荷變流器拓撲。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了各變流器的具體參數(shù)，并基于K-means算法給出了直流微網(wǎng)系統(tǒng)中光伏及儲能容量的選擇依據(jù)。
　　在運行控制方面，本文在實現(xiàn)各變流器單元控制的基礎(chǔ)上，分析了微網(wǎng)系統(tǒng)的6種基本工作模式及切換條件，建立了以儲能單元為控制核心，并網(wǎng)變流器為后備控制單元的系統(tǒng)控制策略。為實現(xiàn)對分布式電源能量的最大化利用，提出了短時能量

3、透支狀態(tài)及短時能量過剩狀態(tài)兩種典型的附加極限工作狀態(tài)，通過負荷預(yù)測算法給出了極限工作模式判據(jù)。此外，還設(shè)計了有效的軟啟動方式、孤島檢測方式及低電壓穿越控制方法。
　　在PSCAD中建立了直流微網(wǎng)系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真模型。首先對負荷需求及光伏電源出力的階躍變化進行了仿真，暫態(tài)仿真結(jié)果表明:直流微網(wǎng)內(nèi)各變流器響應(yīng)迅速，母線電壓有微小波動并迅速恢復(fù)，所建立的微網(wǎng)系統(tǒng)具有良好的動態(tài)響應(yīng)特性。對微網(wǎng)系統(tǒng)所有工作模式的切換過程進行了詳細的電磁暫