本文關(guān)鍵詞：交流微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)控制策略與軟件開發(fā)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,隨著國際能源供需關(guān)系日趨緊張,以可再生能源為主的分布式發(fā)電技術(shù)和微電網(wǎng)技術(shù)得到了越來越多的重視�？稍偕茉捶植际讲⑷胛㈦娋W(wǎng)提高了資源的利用效率,但是分布式電源輸出具有隨機(jī)性和波動(dòng)性的特點(diǎn),因此儲(chǔ)能設(shè)備也成為微電網(wǎng)的重要組成部分。隨著微電網(wǎng)技術(shù)研究的深入,接入微電網(wǎng)設(shè)備的種類越來越多,微電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜,亟需針對(duì)微電網(wǎng)特點(diǎn)設(shè)計(jì)一套能量管理系統(tǒng),采取適當(dāng)?shù)目刂撇呗詤f(xié)調(diào)發(fā)電設(shè)備、儲(chǔ)能設(shè)備和負(fù)荷之間的關(guān)系,保障微電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。本文首先介紹了微電網(wǎng)及其能量管理系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀,概述了微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的主要特點(diǎn)和研究方向;闡述了分布式電源和儲(chǔ)能設(shè)備的工作原理、運(yùn)行特性和控制方式,分析了混合儲(chǔ)能設(shè)備的多種連接方式;根據(jù)交流微電網(wǎng)的特點(diǎn),給出控制靈活且易于擴(kuò)容的連接方式。其次,針對(duì)交流微電網(wǎng)在不同運(yùn)行狀態(tài)的特點(diǎn),制定了相應(yīng)的控制策略。微電網(wǎng)并網(wǎng)狀態(tài)下以經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo),給出分布式電源、儲(chǔ)能設(shè)備的運(yùn)行成本和交換功率費(fèi)用、環(huán)境效益的經(jīng)濟(jì)模型,制定并網(wǎng)運(yùn)行的多約束分層優(yōu)化控制策略;微電網(wǎng)離網(wǎng)狀態(tài)下以穩(wěn)定性為目標(biāo),根據(jù)各設(shè)備運(yùn)行方式的特點(diǎn),提出了離網(wǎng)運(yùn)行的多模式控制策略;分析微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行和離網(wǎng)運(yùn)行的差異,結(jié)合儲(chǔ)能設(shè)備特點(diǎn),給出了并網(wǎng)向離網(wǎng)平滑切換的控制策略;在Matlab軟件上對(duì)使用的能量管理系統(tǒng)控制策略進(jìn)行仿真驗(yàn)證,仿真結(jié)果表明了并網(wǎng)與離網(wǎng)控制策略的有效性。第三,根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有微電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),開發(fā)了能量管理系統(tǒng)軟件。整合微電網(wǎng)的監(jiān)控系統(tǒng),設(shè)計(jì)并調(diào)試了微電網(wǎng)通信系統(tǒng),確立了微電網(wǎng)上位機(jī)對(duì)分布式電源和儲(chǔ)能設(shè)備的控制基礎(chǔ);并在上位機(jī)開發(fā)能量管理系統(tǒng)軟件,采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法,實(shí)現(xiàn)了微電網(wǎng)對(duì)各個(gè)設(shè)備的控制、監(jiān)測(cè)以及微電網(wǎng)多種狀態(tài)運(yùn)行的功能;設(shè)計(jì)多個(gè)軟件UI界面,顯示微電網(wǎng)整體和每個(gè)微電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行情況,并通過多線程控制降低能量管理系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間,實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)在各類工況下的穩(wěn)定運(yùn)行。最后,在實(shí)驗(yàn)室微電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的上位機(jī)中運(yùn)行開發(fā)的能量管理系統(tǒng)軟件,并對(duì)微電網(wǎng)并網(wǎng)狀態(tài)、離網(wǎng)狀態(tài)和并網(wǎng)向離網(wǎng)平滑切換進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該能量管理系統(tǒng)在并網(wǎng)和離網(wǎng)狀態(tài)下符合控制策略的控制要求,實(shí)現(xiàn)了微電網(wǎng)不同狀態(tài)下的可靠運(yùn)行;而在并網(wǎng)向離網(wǎng)平滑切換過程中,能量管理系統(tǒng)控制能夠快速響應(yīng),保證了負(fù)荷運(yùn)行的連續(xù)性;實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)該軟件具有可行性和實(shí)用性。
【關(guān)鍵詞】：交流微電網(wǎng) 分布式電源 混合儲(chǔ)能 能量管理 控制策略
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM73
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題研究的目的和意義10
• 1.2 微電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.3 微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.4 本文的主要工作13-16
• 第二章 分布式電源與儲(chǔ)能設(shè)備的工作原理與運(yùn)行特性16-32
• 2.1 分布式電源發(fā)電系統(tǒng)16-21
• 2.1.1 光伏發(fā)電工作原理與輸出特性16-18
• 2.1.2 風(fēng)力發(fā)電工作原理與輸出特性18-19
• 2.1.3 分布式電源控制方式19-21
• 2.2 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)21-30
• 2.2.1 鋰電池工作原理與輸出特性21-23
• 2.2.2 超級(jí)電容器工作原理與輸出特性23-25
• 2.2.3 混合儲(chǔ)能設(shè)備控制方式25-28
• 2.2.4 混合儲(chǔ)能設(shè)備連接方式28-30
• 2.3 本章小結(jié)30-32
• 第三章 微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)控制策略32-54
• 3.1 微電網(wǎng)并網(wǎng)狀態(tài)下的控制策略32-44
• 3.1.1 并網(wǎng)狀態(tài)下微電網(wǎng)運(yùn)行目標(biāo)與約束32-38
• 3.1.2 并網(wǎng)狀態(tài)下能量管理系統(tǒng)分層控制策略38-44
• 3.2 微電網(wǎng)離網(wǎng)狀態(tài)下的控制策略44-46
• 3.2.1 離網(wǎng)狀態(tài)下微電網(wǎng)運(yùn)行目標(biāo)與約束44
• 3.2.2 離網(wǎng)狀態(tài)下能量管理系統(tǒng)多模式控制策略44-46
• 3.3 微電網(wǎng)并網(wǎng)向離網(wǎng)平滑切換控制策略46-47
• 3.4 算例分析47-53
• 3.4.1 并網(wǎng)狀態(tài)仿真48-50
• 3.4.2 離網(wǎng)狀態(tài)仿真50-53
• 3.5 本章小結(jié)53-54
• 第四章 微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)54-66
• 4.1 微電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)54-55
• 4.2 能量管理系統(tǒng)監(jiān)控與通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)55-58
• 4.2.1 能量管理系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)55-56
• 4.2.2 能量管理系統(tǒng)通訊系統(tǒng)56-58
• 4.3 能量管理系統(tǒng)軟件開發(fā)58-64
• 4.3.1 能量管理系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境58-59
• 4.3.2 能量管理系統(tǒng)功能與界面設(shè)計(jì)59-64
• 4.4 本章小結(jié)64-66
• 第五章 微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應(yīng)用66-74
• 5.1 并網(wǎng)狀態(tài)實(shí)驗(yàn)66-68
• 5.2 離網(wǎng)狀態(tài)實(shí)驗(yàn)68-70
• 5.3 并網(wǎng)狀態(tài)向離網(wǎng)狀態(tài)平滑切換實(shí)驗(yàn)70-72
• 5.4 本章小結(jié)72-74
• 第六章 總結(jié)與展望74-76
• 6.1 總結(jié)74-75
• 6.2 展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-82
• 致謝82-84
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文84

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