【摘要】：在社會用電需求高漲而非可再生能源不斷減少和環(huán)境惡化的大背景下，可再生能源的接入成為各國重點關注的問題，而微電網不僅可以提高可再生能源利用水平，而且避免了傳統集中供電方式帶來的多個問題。本文主要研究以分布式光伏發(fā)電為基礎的直流微電網系統，以實現高效利用新能源和保障負荷不間斷供電為目標，設計負荷功率5kW的直流微電網系統，主要應用于民用設施供電。 文中提出一種改進的基于直流母線電壓的全自動能量管理策略，旨在實現新能源的有效利用和系統穩(wěn)定工作。系統由兩組光伏陣列和光伏接口、一組蓄電池和儲能接口、一個并網接口和負載組成，一般情況下均并網運行，如遇特殊情況或人為選擇也可以離網運行。系統狀態(tài)及其切換完全取決于直流母線電壓，無需集中控制器，不需要通信，提高了系統可靠性并降低成本。同時系統配置更加靈活，維護也更加方便，可隨時摘除部分組件。 文中根據能量流動設計出各模塊的功率，并給出系統的拓撲，對各模塊能量流動過程進行詳細分析，計算出主電路元件參數。分別給出了光伏、網側和儲能接口變換器的控制方法，光伏變換器包括MPPT和輸出恒壓兩種控制模式，網側和儲能接口變換器都采用電壓外環(huán)電流內環(huán)的雙閉環(huán)控制。對光伏接口、儲能接口和并網接口拓撲進行建模，通過數學模型得到他們的傳遞函數，結合控制傳函繪制Bode圖和奈奎斯特曲線分析了各自的穩(wěn)定性。在此之后進行了整體阻抗穩(wěn)定性分析。通過穩(wěn)定性分析，使得系統運行更具理論依據，有效調和系統在各種極端條件下快速性和穩(wěn)定性之間的矛盾。 在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立了直流微網系統的物理仿真模型，力求精確仿真，對光伏陣列最大功率點跟蹤、蓄電池充放電、并網接口控制、微電網各種工作模式之間切換進行了仿真分析，仿真結果驗證了控制及能量管理策略的正確性和有效性。
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文 2 章 直流微電網結構、運行分析與參數設言文所研究的小型直流微網系統，也常稱直流極微電網(DC-based N-1 所示，兩組光伏陣列通過光伏接口連接母線，一組蓄電池通過，本地負荷分為恒功率負載和電阻性負載，均安裝在直流母線并網接口與電網相連，通過能量的供需情況協調系統工作狀態(tài)系統沒有集中控制器控制，每個模塊有各自的控制芯片，不需通訊，一定條件下可以實現新能源發(fā)電裝置的即插即拔。

在可再生能源發(fā)電領域，與發(fā)達國家相比，我國仍有一些明足亟待彌補，但是也要看到我國取得的長足進步。特別是在光伏發(fā)電領域已經完成了多個獨立光伏電站的建設工作，光伏并網示范項目也層出不窮多企業(yè)也展開了小功率并網逆變器研究并投入生產，部分高校也成為光伏目的研究主力軍。不論產品性能能否達到很高的要求，成本能否降到足夠足可以大面積推廣的要求，這些進步都為未來光伏發(fā)電大量應用奠定基礎作為新興產業(yè)的光伏產業(yè)遭遇到許多問題，諸如補貼機制不完善、輸送能、質量與標準有待提高，但因我國國土面積較廣，總體太陽能資源非常豐之國家政策大力扶持，技術不斷革新，所以光伏發(fā)電從資源、政策、技術說具備了走出危機、全面復蘇的條件，隨著化石燃料的逐步減少，同時其生能源應用的也有各自的局限，光伏的未來發(fā)展趨勢，將逐步由補充能源能源轉變。我國幅員遼闊，，各地氣候不一，光照在我國的分布并不均衡，光照大致情況如圖 2-2 所示，從資源儲量來看十分適合使用分布式發(fā)電，能夠讓光伏小水電產生互補，與風電互補，同時對電網也起到削峰填谷的作用。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM73

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本文編號：2567301