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微网运行仿真研究

作　者: 翟津川
导　师: 黄梅
学　校: 北京交通大学
专　业: 电气工程
关键词: 光伏阵列 MPPT 风力发电 三相并网 风-光互补 功率平衡
分类号: TM743
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


随着世界工业和经济的飞速发展,能源危机已展现在人类面前。于此同时超大规模电力系统的弊端或局限性日益凸显,电网的脆弱性已充分暴露出来,基此以可再生能源为主的分布式发电技术一微网得到了快速发展,微网以其投资省、用电灵活、与环境兼容等特点给现代电力系统的运行与控制带来了巨大变化,作为大电网的有效补充与分布式能源的有效利用形式,微网协调了大电网与分布式电源间的矛盾,改变了传统电网单一的供电模式,大大提高了电力系统的供电可靠性和供电效率。根据光伏阵列太阳池板的内部结构和输出伏安特性,建立光伏阵列发电系统仿真模型,模型采用增量电导法跟踪光伏阵列的最大点功率,利用电网电压定向矢量控制方法实现对直流电压和交流电流进行双闭环控制,并通过三相电压型PWM逆变器实现并网。在实际环境中,光伏阵列的温度和光照强度都是变化,因此在对其进行仿真时,要考虑不同外部条件下带负载能力的光伏阵列发电系统的运行情况。由于光伏阵列发电系统能量的不可储存性,故初步探讨了蓄电池充放电特性,并对其进行了仿真,使其能作为光伏阵列发电系统的有效补充,提高了系统运行的稳定性及经济性。风力发电是当前新能源的重要发展形式,本文通过分析风力发电机的工作原理和特性,建立了风力发电机组的仿真模型,仿真分析了风速、负载等外部条件发生变化时风力发电机组离网运行和并网运行的特性；在此基础上,与光伏阵列发电系统和蓄电池相结合,建立微网仿真模型,并对其在并网运行方式下外部条件(温度、光强、风速)变化时以及突发事件(微电源故障、负载变化)发生时的微网发电系统的运行情况进行了仿真研究。本文对微网与微电源的仿真建模与运行状况进行了研究,建立了两种常见的微电源仿真模型,分析了它们离网运行与并网运行时的特性,同时搭建了含有两种微电源的微网发电系统仿真模型,并对其并网运行状态进行了仿真,得到一系列的仿真数据,为微网供电系统的实际应用提供了数据支持,具有一定的实际应用价值。

全文目录


致谢  5-6
摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
1 绪论  11-19
  1.1 研究背景及意义  11-17
    1.1.1 微网研究背景  11-13
    1.1.2 微网在国内外的研究概况与进展  13-14
    1.1.3 微网的基本结构  14-17
  1.2 课题内容及论文的主要工作  17-19
2 光伏阵列发电系统论述及仿真模型  19-47
  2.1 光伏发电系统的基本概述  19-21
    2.1.1 光伏发电系统的现状  19-21
    2.1.2 光伏发电系统存在的问题  21
  2.2 光伏阵列的基本概述  21-29
    2.2.1 光伏阵列原理与特点  21-23
    2.2.2 光伏阵列输出电气特性  23-25
    2.2.3 光伏阵列通用数学模型  25-26
    2.2.4 光伏阵列Matlab仿真模型图  26-29
  2.3 光伏阵列最大功率点跟踪  29-36
    2.3.1 光伏阵列最大功率点跟踪原理  30-31
    2.3.2 光伏阵列最大功率点跟踪方法  31-35
    2.3.3 光伏阵列最大功率点跟踪模型  35-36
  2.4 光伏阵列发电系统仿真研究  36-46
    2.4.1 光伏阵列发电系统离网仿真研究  36-40
    2.4.2 光伏阵列发电系统并网仿真研究  40-46
  2.5 本章小结  46-47
3 光伏储能及其仿真研究  47-59
  3.1 蓄电池的基本概念与特性  47-51
    3.1.1 蓄电池的基本概念  47-49
    3.1.2 蓄电池的基本特性  49-51
  3.2 蓄电池的种类及充电控制方法  51-52
    3.2.1 蓄电池的种类  51
    3.2.2 铅酸蓄电池的充电控制方法  51-52
  3.3 铅酸蓄电池模型  52-55
    3.3.1 铅酸蓄电池理想等效模型  52-53
    3.3.2 Thevenin蓄电池等效模型  53-54
    3.3.3 优化蓄电池动态模型  54
    3.3.4 其他蓄电池动态模型  54-55
  3.4 铅酸蓄电池仿真研究  55-58
    3.4.1 典型蓄电池动态模型  55-56
    3.4.2 蓄电池动态仿真  56-58
  3.5 本章小结  58-59
4 风力发电系统概述及仿真研究  59-71
  4.1 风力发电系统的基本概述  59-60
  4.2 风力发电系统仿真研究  60-70
    4.2.1 风力发电系统离网下的仿真研究  60-63
    4.2.2 风力发电系统并网下的仿真研究  63-70
  4.3 本章小结  70-71
5 微网仿真研究  71-77
  5.1 并网状态下微网仿真研究  71-76
  5.2 本章小结  76-77
6 结论  77-79
参考文献  79-81
作者简历  81-85
学位论文数据集  85

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的模拟与计算 > 模拟与仿真
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