微電網(wǎng)建模及其運行和控制的仿真.pdf

1、能源是現(xiàn)代社會和經(jīng)濟發(fā)展的動力，是人類生命存在和繁衍的生命線。傳統(tǒng)化石能源的逐步耗竭，使能源危機已逐步逼近。中國21世紀的能源工業(yè)將是能源資源利用與環(huán)境保護可持續(xù)發(fā)展的改造型新工業(yè)，因此，合理調整能源結構，大力開發(fā)可再生能源和其它新能源，走多元化潔凈能源發(fā)展道路，是我國社會可持續(xù)發(fā)展的必由之路。在此背景下分布式電源得到大力開發(fā)，但是分布式電源存在接入成本高、不易控制等缺點，并且，大系統(tǒng)不正常運行時，分布式電源必須馬上退出運行，極大地限制

2、了分布式電源的利用效率。微電網(wǎng)應運而生，微電網(wǎng)是一種新型的網(wǎng)絡結構，是一組由微電源、負荷、儲能系統(tǒng)和控制裝置構成的系統(tǒng)單元。微電網(wǎng)中的電源多為分布式電源，即含有電力電子接口的小型機組，包括微型燃氣輪機、燃料電池、光伏電池、風力發(fā)電機組以及超級電容、飛輪及蓄電池等儲能裝置，它們接在用戶側，具有成本低、電壓低及污染低等特點。開發(fā)和延伸微電網(wǎng)能夠促進分布式電源與可再生能源的大規(guī)模接入，實現(xiàn)對負荷多種能源形式的高可靠供給，是實現(xiàn)主動式配電網(wǎng)的一

3、種有效的方式，使傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)過渡。本文在微電網(wǎng)的大背景下，分析了微電網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)學模型及不同的運行與控制策略，然后建立了相應的仿真模型進行驗證。
　　首先，對微電網(wǎng)進行了建模。分析了如今最為普遍應用的雙饋風力發(fā)電機，從其基本原理和結構入手進行分析，建立了其風力機數(shù)學模型、風速模型，變槳距控制模型和雙饋發(fā)電機模型，基于上述數(shù)學模型，在電力系統(tǒng)仿真軟件PACAD中搭建了雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型;隨后分析了光伏電池、微型燃氣輪機和

4、燃料電池的工作原理、發(fā)電特性和數(shù)學模型，并在PSCAD中搭建了仿真模型;又對常見的儲能設備—超級電容器，建立了數(shù)學模型，并進行了驗證分析。
　　然后，基于微電網(wǎng)各個子系統(tǒng)的數(shù)學模型，對微電源進行了控制策略的分析，主要分為以下三種控制方式:恒功率(P/Q)控制、電壓頻率(U/f)控制和下垂(Droop)控制控制;隨后給出了幾種微電網(wǎng)的整體控制策略，根據(jù)本文微電源的特點，選擇了主從控制作為本文的微電網(wǎng)整體控制策略;基于主從控制策略，建