【摘要】：隨著能源需求與環(huán)境問題的日趨緊迫,風電、太陽能發(fā)電等可再生能源發(fā)電技術以及儲能技術越來越受到人們的重視。相較于交流配電網(wǎng),直流配電網(wǎng)在新能源接入方面更有優(yōu)勢。為了研究直流配電網(wǎng)的運行特性和動態(tài)響應等性質(zhì),直流配電網(wǎng)的仿真技術變得越來越重要。直流配電系統(tǒng)主要分為一次側(cè)電氣網(wǎng)絡和二次側(cè)控制網(wǎng)絡兩部分。由于電力電子裝置多,電力開關的控制邏輯復雜,二次側(cè)控制網(wǎng)絡仿真難度大。本文系統(tǒng)研究了直流配電網(wǎng)仿真問題,主要內(nèi)容如下： 首先,搭建了光伏電池、鋰電池、Voltage Source Converter (VSC)變流器、交直流負荷等元器件的電磁暫態(tài)仿真模型。對基礎元件的電磁暫態(tài)仿真建模方法進行了研究,包括電氣元件和控制元件。在此基礎上在PSCAD中搭建了直流配網(wǎng)系統(tǒng)中常用的復雜元件光伏電池、鋰電池、VSC變流器、交直流負荷等模型,然后利用電磁暫態(tài)仿真算法,對各個元件進行建模并用算例進行了驗證元件的正確性。 然后,為了提高仿真效率,提出了適用于控制系統(tǒng)仿真的延時解耦并行算法。直流配電網(wǎng)中,開關元件眾多,控制邏輯復雜,二次側(cè)控制網(wǎng)絡仿真難度大,速度慢。在控制網(wǎng)絡中,存在較多的時延環(huán)節(jié),當仿真步長小于等于時延時,時延環(huán)節(jié)兩端的網(wǎng)絡是解耦的。為了減小控制系統(tǒng)系數(shù)矩陣的維數(shù),提高整個仿真程序的并行效率,提出了控制網(wǎng)絡的延時解耦并行仿真算法,利用時延環(huán)節(jié)將控制網(wǎng)絡解耦,實現(xiàn)分網(wǎng)并行算法�；谏鲜隼碚撗芯砍晒�,開發(fā)了直流配電網(wǎng)電磁暫態(tài)仿真程序,應用了適用于電氣網(wǎng)絡的MATE并行算法,以及適用于控制網(wǎng)絡時延解耦并行算法,對仿真程序進行了并行化,有效提高了整體的仿真速度和仿真程序的并行度。進一步,對仿真程序的正確性、高效性等方面進行了測試。 本文的研究發(fā)展了電磁暫態(tài)并行計算的理論和方法,搭建了直流配電網(wǎng)絡元件的模型,構(gòu)建了適用于直流配電網(wǎng)系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真平臺,為直流配電網(wǎng)的理論、方法和技術的發(fā)展提供了關鍵的研究和實驗手段,所獲成果具有重要的理論和實用價值。
【圖文】：

真程序效率分析驗時延解耦并行仿真算法能否對程序的效率有提高作用，采用了三種對系統(tǒng)進行仿真。以下3個方案都采用10個計算機核心進行仿真。不采用并行算法，使用串行程序進行仿真；電氣網(wǎng)絡仿真采用傳統(tǒng)的MATE算法，每一個模塊作為一個子分區(qū)，共網(wǎng)絡子分區(qū)，所有模塊的控制網(wǎng)絡作為一個大的分區(qū)進行串行計算；:采用延時解耦并行仿真算法，每一個模塊作為一個子分區(qū)，共分為10分區(qū)，以及10個控制網(wǎng)絡子分區(qū)；為了最大效率地提高并行度；:采用延時解耦并行仿真算法，，并對VSC整流器模塊進行解耦拆分，拆SPWM兩個子分區(qū)。這樣共分為10個小的電氣網(wǎng)絡子分區(qū)，以及13個括3個VSC線性部分和3個SPWM子分區(qū)，相應的采用13個核心進行仿真時長為Is時，各個方案的仿真時間。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM721.1

【參考文獻】

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本文編號：2551414