【摘要】：在含有光伏單元的直流微電網(wǎng)中,系統(tǒng)的功率是否平衡對(duì)微電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性產(chǎn)生影響,因此母線電壓是否波動(dòng)被認(rèn)為是衡量直流微電網(wǎng)系統(tǒng)功率平衡的唯一標(biāo)識(shí)。目前,關(guān)于直流微電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性主要通過(guò)和大電網(wǎng)并聯(lián)的方式來(lái)解決系統(tǒng)功率不足,對(duì)直流微電網(wǎng)的孤島運(yùn)行研究較少。因此,十分有必要對(duì)直流微電網(wǎng)孤島運(yùn)行時(shí)的系統(tǒng)進(jìn)行研究。搭建直流微電網(wǎng)的仿真平臺(tái),對(duì)光伏發(fā)電單元、蓄電池單元、超級(jí)電容器單元和負(fù)載簡(jiǎn)化建立其數(shù)學(xué)模型,并且對(duì)Boost模塊、Buck模塊和雙向DC/DC模塊基本原理和工作方式進(jìn)行分析;基于MATALB/Simulink實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)建立直流微電網(wǎng)各單元模型,對(duì)其輸出特性進(jìn)行研究;最后在該平臺(tái)上搭建直流微電網(wǎng)的仿真模型,為進(jìn)一步分析直流微電網(wǎng)做好準(zhǔn)備工作。以直流微電網(wǎng)母線電壓為研究對(duì)象,在直流微電網(wǎng)孤島運(yùn)行時(shí)對(duì)傳統(tǒng)的直流微電網(wǎng)母線電壓控制方式進(jìn)行改進(jìn)。根據(jù)可再生單元輸出功率和負(fù)載功率變化對(duì)直流母線電壓波動(dòng)影響的大小,為了維持直流母線電壓的穩(wěn)定,采用蓄電池超級(jí)電容器組合實(shí)現(xiàn)光伏儲(chǔ)能直流母線電壓分級(jí)調(diào)節(jié)的方法,根據(jù)不同的直流母線電壓對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)各模塊的不同運(yùn)行狀態(tài),系統(tǒng)分為5種運(yùn)行模式,針對(duì)此調(diào)節(jié)方式對(duì)直流微電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證改進(jìn)的光伏儲(chǔ)能直流母線電壓分級(jí)調(diào)節(jié)策略的有效性。在直流分布式系統(tǒng)中,單獨(dú)設(shè)計(jì)的子系統(tǒng)之間相互作用可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。直流母線電壓分級(jí)控制的微電網(wǎng)是一個(gè)多點(diǎn)平衡系統(tǒng),不同的控制方式對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性可能不同,對(duì)系統(tǒng)不同運(yùn)行模式進(jìn)行小信號(hào)建模分析其穩(wěn)定性。由于系統(tǒng)各單元在不同運(yùn)行模式對(duì)應(yīng)的閉環(huán)阻抗不同,求出各運(yùn)行模式的等效微源輸出阻抗和等效負(fù)載輸入阻抗,利用阻抗比判據(jù)輔助Nyquist曲線分析直流微電網(wǎng)的不同運(yùn)行模式的穩(wěn)定性。直流微電網(wǎng)在運(yùn)行模式I-1存在諧振尖峰且穩(wěn)定裕度小,在負(fù)載回路中加入阻尼電路消除濾波參數(shù)和超級(jí)電容器單元的諧振尖峰,阻尼回路的參數(shù)由濾波參數(shù)確定。分析了不同阻尼參數(shù)改善小信號(hào)穩(wěn)定性的效果,通過(guò)仿真結(jié)果證明,只有取最優(yōu)參數(shù)時(shí),阻尼回路改善小信號(hào)穩(wěn)定性的效果最為明顯,可以減小母線電壓的波動(dòng),有效改善直流微電網(wǎng)的電壓波動(dòng)問(wèn)題。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM712
【圖文】：

圖1- 1直流微電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成Fig.1-1 composition of DC microgrid system國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀用電設(shè)備的增加，直流微電網(wǎng)已經(jīng)引起人們的廣泛關(guān)注。交損消耗高、電網(wǎng)運(yùn)行控制過(guò)程復(fù)雜，這使得用戶期望得到可良好的供電服務(wù)難以滿足。為解決以上問(wèn)題，世界各國(guó)紛，立足于本國(guó)國(guó)情，每個(gè)國(guó)家對(duì)微電網(wǎng)的定義有所不同。隨電網(wǎng)適合集成可再生分布式電源，有利于對(duì)微電網(wǎng)中各分年來(lái)逐漸成為研究熱點(diǎn)。狀能源發(fā)展規(guī)劃中心 2007 年提出了以直流微電網(wǎng)為主要結(jié)構(gòu)劃，主要開發(fā)清潔能源滿足一些小型住宅和辦公樓宇的電續(xù)建筑倡議發(fā)展為系統(tǒng)直流母線采用直流 380V 和直流 48能源建筑的小型微電網(wǎng)[7]。美國(guó)的艾默生公司致力于利用可

負(fù)載單元重要負(fù)載所需功率為 4kW，普通負(fù)載所需功率為 25kW。圖2-1 直流微電網(wǎng)孤島模式下結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2-1 Structural diagram in island mode of DC microgrid2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)建模2.1.1 光伏電池的數(shù)學(xué)建模光伏電池實(shí)際上就是一個(gè)大面積平面二極管，在太陽(yáng)光照射下就可產(chǎn)生直流電流，PN 結(jié)光伏電池等效物理模型如圖 2-2 所示[46]。圖2-2 PV等效物理模型Fig.2-2 PV equivalent physical model設(shè)定圖 2-2 中所示的電壓、電流方向?yàn)檎较�，采用基爾霍夫電流定律，得出光伏�?

圖2-1 直流微電網(wǎng)孤島模式下結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2-1 Structural diagram in island mode of DC microgrid統(tǒng)建模學(xué)建模上就是一個(gè)大面積平面二極管，在太陽(yáng)光照射下就可產(chǎn)物理模型如圖 2-2 所示[46]。

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本文編號(hào)：2771285