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含分布式电源的微电网控制策略研究

作　者: 王亚楠
导　师: 束洪春
学　校: 昆明理工大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 微电网分布式发电并网运行孤岛运行控制策略
分类号: TM61
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

微电网是结合了负荷与分布式电源的一种灵活可控的小电网,它可以与主网并网运行,也可以脱离主网独自孤岛运行。基于分布式发电技术的微电网系统,不仅能有效地扩大电力系统的供电容量,为可再生能源的发展也提供了途径。微电网相对传统电力系统有很多自身的优点,它更加灵活可控、更高效而且更环保,能够有效缓解当前的能源问题和环保问题,符合可持续发展战略,是电力系统一种新的发展方向。微电网存在着并网运行和孤岛运行两种模式,这两种模式能否安全平稳的转换关系到微电网的稳定,这对微电网的运行模式转换技术和控制方式都有着很高的要求,非常具有挑战性。另外,微电网灵活的运行方式和可靠的供电服务,同样离不开稳定的控制系统。论文以微电网的控制方法为主要研究内容,首先介绍了分布式发电和微电网的概念,接着对风力发电、太阳能发电和燃料电池这三种常见的分布式电源的数学模型进行了分析和研究。重点研究了分布式电源基于并网逆变器的控制方法及微电网的控制策略,对微电网在并网及孤岛运行方式下的控制策略进行了探讨。最后在MATLAB/SIMULINK仿真软件中建立了基于PQ控制和V-f控制的微型电网的模型,模型中以逆变器作为分布式发电机与主电网的接口界面,并通过对逆变器的控制来实现PQ控制和V-f控制。先对V-f控制下微电网的并网运行、孤岛运行及由并网运行转为孤岛运行这三种模式进行仿真分析,然后对等控制策略下微电网的并网转孤岛运行和孤岛转并网运行这两种模式进行了仿真分析。结果表明,微电网在并网运行、孤岛运行以及两种状态间的切换运行这三种运行方式下都可以稳定运行,具有良好的运行特性。

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摘要 3-4ABSTRACT 4-5目录 5-7第一章绪论 7-15 1.1 课题的背景与意义 7-8 1.2 国内外研究现状 8-13 1.2.1 分布式发电 8-10 1.2.2 微电网 10-13 1.3 本文主要研究工作 13-15第二章分布式电源的数学模型研究 15-27 2.1 引言 15 2.2 分布式电源分类 15-17 2.3 风力发电技术 17-21 2.3.1 风力发电原理 18 2.3.2 风力发电模型 18-21 2.4 太阳能发电 21-23 2.4.1 太阳能电池的基本原理 22 2.4.2 光伏电池的基本模型 22-23 2.5 燃料电池发电 23-26 2.5.1 燃料电池的基本原理 24 2.5.2 固体氧化物燃料电池的基本模型 24-26 2.6 本章小结 26-27第三章微电网的控制策略研究 27-45 3.1 引言 27 3.2 微电网控制问题概述 27-28 3.3 逆变器原理 28-30 3.4 PWM控制原理 30-32 3.5 分布式电源的控制方法 32-37 3.5.1 PQ控制法 32-35 3.5.2 V-f控制法 35-36 3.5.3 PV控制法 36-37 3.6 微电网的控制策略 37-44 3.6.1 主从控制法 37-38 3.6.2 对等控制法 38-40 3.6.3 基于Agent的微电网控制策略 40-44 3.7 本章小结 44-45第四章微电网控制系统建模型与仿真 45-57 4.1 引言 45 4.2 微电网控制系统建模及仿真 45-48 4.2.1 PQ控制模块建模 45-46 4.2.2 V-f控制模块建模 46-48 4.3 微电网控制系统仿真 48-55 4.3.1 基于V-f控制方法的微电网运行仿真 48-51 4.3.2 基于对等控制策略的微电网运行仿真 51-55 4.4 本章小结 55-57第五章结论 57-59 5.1 全文工作结论 57 5.2 后续研究工作展望 57-59参考文献 59-63致谢 63-65攻读硕士期间发表相关论文 65

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