本文關鍵詞：直流微電網孤島運行研究　出處：《華北電力大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：隨著經濟的快速增長和社會的穩(wěn)步發(fā)展,能源的需求量不斷增加,由此帶來的環(huán)境污染問題也日趨嚴重。在仍然以不可再生能源為主要經濟發(fā)展支撐的當今世界,能源危機和環(huán)境危機已成為各個國家需要面對的重要問題。在此背景下,研究微電網對改善當前能源結構、提高分布式電源利用效率具有重要意義。目前微電網主要以交流形式存在,但是隨著越來越多的用電設備趨于使用直流電以及各類直流輸出型分布式電源的快速發(fā)展,直流微電網迎來了廣闊的發(fā)展空間。本文圍繞著直流微電網孤島運行情況展開了相關研究。首先,本文構建了以光伏發(fā)電單元、風力發(fā)電單元、儲能單元和負荷消耗單元為基礎的直流微電網基本結構,其中儲能單元除了包含傳統(tǒng)形式的蓄電池儲能外,本文還采用了比較靈活的電動汽車儲能,以提高系統(tǒng)儲能容量和經濟效益。另外,由于能夠快速有效地檢測到微電網孤島是微電網孤島運行研究的前提,本文對直流微電網的孤島檢測技術也進行了分析和研究,并總結了適于本系統(tǒng)的檢測方法。其次,為全面研究直流微電網孤島運行情況,本文以母線電壓變化量為參考值,將微電網的孤島運行分為了七種不同的工作狀態(tài)。文章詳細分析了微電網孤島運行的各個狀態(tài),同時提出了一種分級下垂式直流母線電壓控制策略以實現(xiàn)直流微電網系統(tǒng)孤島運行模式下的能量控制。該系統(tǒng)控制策略通過對每個變換器采取分布式控制來實現(xiàn),確定了每個分布式單元的控制目標:為了實現(xiàn)可再生能源的充分利用,對光伏電池和風力機采用MPPT控制;蓄電池和電動汽車作為本系統(tǒng)儲能單元,在系統(tǒng)出現(xiàn)功率失衡時應能夠及時的充電或放電,其各自的充放電電流應符合系統(tǒng)控制要求。最后,采用Matlab/simulink軟件進行了系統(tǒng)的仿真研究,驗證了分級下垂式直流母線電壓控制方法實現(xiàn)系統(tǒng)能量控制的有效性。提出了兩種直流微電網孤島運行研究的典型算例,即直流微電網系統(tǒng)應用于可持續(xù)建筑和直流微電網與城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)連接后系統(tǒng)運行情況,對兩種系統(tǒng)分別進行了仿真分析,其仿真結果證明了本文控制策略的有效性,同時也體現(xiàn)了本文直流微電網孤島運行研究具有一定的可擴展性和現(xiàn)實意義。
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM732

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本文編號：1332837