【摘要】：在直流微電網(wǎng)的分層控制中,下垂控制作為一次控制的重要組成部分,主要用于實(shí)現(xiàn)各微源模塊之間電流或功率的自主分配�；鞠麓箍刂撇捎煤愣ㄏ麓瓜禂�(shù)(虛擬電阻),通過(guò)增大下垂系數(shù)提高均流精度,但同時(shí)會(huì)導(dǎo)致較大的母線電壓跌落,無(wú)法同時(shí)滿足模塊均流與母線電壓調(diào)整率要求,為此,論文在基本下垂控制基礎(chǔ)上,提出基于負(fù)荷分區(qū)控制的分段式非線性下垂控制策略(Piecewise Nonlinear Droop Control,包含PNDC-I、PNDC-II及PNDC-III三種類型),提高系統(tǒng)均流和降低母線電壓偏差。同時(shí)為了確保系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行,分析了非線性下垂控制及系統(tǒng)參數(shù)變化對(duì)直流微電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響,為系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。首先,針對(duì)基本下垂控制中提高均流性能與降低母線電壓偏差之間的矛盾,提出了直流微電網(wǎng)非線性下垂控制策略(PNDC-I),將負(fù)荷電流劃分成多個(gè)區(qū)間,在不同負(fù)荷區(qū)間設(shè)計(jì)變換器輸出特性曲線斜率,間接改善母線電壓偏差問(wèn)題同時(shí)提高系統(tǒng)均流性能。其次,由于PNDC-I控制策略在負(fù)荷分段區(qū)間中下垂系數(shù)調(diào)節(jié)和母線電壓偏差補(bǔ)償之間存在耦合關(guān)系且電壓補(bǔ)償值受到分段系數(shù)和負(fù)荷電流分段點(diǎn)取值的限制,因此,提出了一種母線電壓多級(jí)前饋補(bǔ)償?shù)闹绷魑㈦娋W(wǎng)非線性下垂控制策略(PNDC-II),在不同負(fù)荷區(qū)間直接補(bǔ)償系統(tǒng)母線電壓,不改變各負(fù)荷區(qū)間系統(tǒng)輸出電壓電流特性曲線的斜率(下垂系數(shù)),因此,減小了系統(tǒng)母線電壓偏差而系統(tǒng)均流性能并未降低。再者,在PNDC-II控制策略的基礎(chǔ)上,提出了一種改進(jìn)母線電壓多級(jí)前饋補(bǔ)償?shù)姆蔷�性下垂控制策略(PNDC-III)。同樣實(shí)施負(fù)荷的分區(qū)控制,根據(jù)負(fù)荷區(qū)間均流性能要求靈活配置微源電壓模塊的下垂系數(shù),另外針對(duì)下垂特性不同導(dǎo)致的電壓偏差問(wèn)題,引入母線電壓多級(jí)前饋補(bǔ)償,在一次控制層面改善均流性能和降低母線電壓偏差,從最大程度上減小二次控制電壓調(diào)整的壓力,實(shí)現(xiàn)理論上較優(yōu)的下垂控制設(shè)計(jì)。最后,通過(guò)大信號(hào)平均模型導(dǎo)出動(dòng)態(tài)調(diào)整下垂系數(shù)時(shí)系統(tǒng)平衡點(diǎn)的存在條件;借助小信號(hào)數(shù)學(xué)模型分析了非線性下垂控制中下垂系數(shù)與負(fù)荷功率同時(shí)變化系統(tǒng)特征根的變化趨勢(shì),并分析了負(fù)荷類型、線路參數(shù)等變化時(shí)系統(tǒng)主導(dǎo)特征根運(yùn)動(dòng)軌跡,為直流微電網(wǎng)下垂控制穩(wěn)定設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
【圖文】：

第一章 緒 論.1 課題研究背景隨著太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源的發(fā)展及人們節(jié)能減排意識(shí)的提高，電力系正朝著綠色可持續(xù)的方向發(fā)展。為了提高電力系統(tǒng)供電可靠性，減少傳輸線路的電能損耗，微電網(wǎng)成為可再生能源接入的有效形式[1-3]。其中直流微電網(wǎng)因備獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，且直流調(diào)壓技術(shù)日益進(jìn)步，近年來(lái)廣受關(guān)注。一方面，在源荷的在形式上：相當(dāng)數(shù)量的可再生能源和儲(chǔ)能單元均采用直流電，同時(shí)大量用電終設(shè)備如電動(dòng)汽車、住宅等直流負(fù)荷也逐步涌現(xiàn)；另一方面，直流電比交流電更用于水下和地基電纜的電能傳輸，且直流微電網(wǎng)系統(tǒng)不用考慮無(wú)功和頻率調(diào)，控制簡(jiǎn)單[4-7]。圖 1.1 為光伏主導(dǎo)型直流微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)框圖，光伏和儲(chǔ)能作為母電壓控制單元時(shí)，采用下垂控制。直流微電網(wǎng)系統(tǒng)與交流大電網(wǎng)經(jīng)過(guò) DC/A向變換器連接，系統(tǒng)可運(yùn)行在并網(wǎng)模式，也可運(yùn)行在孤島模式，直流微電網(wǎng)中荷類型包含電阻性負(fù)荷和恒功率負(fù)荷。

直流微電網(wǎng)的非線性下垂控制及穩(wěn)定性研究各分布式電源模塊輸出的電壓電流經(jīng)過(guò)電流信號(hào)送到集中控制器，再利用通信和均流控制信號(hào)送到各分布式電源模塊和功率均衡控制。直流微電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)，如果集中控制器或通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障控制信號(hào)或控制信號(hào)不被傳輸，系統(tǒng)將用較多，主從控制需要高速的通信網(wǎng)絡(luò)主模塊工作在電壓模式控制，從模塊工網(wǎng)絡(luò)向從模塊本地控制器發(fā)送電流參考微電網(wǎng)中采用分布式控制時(shí)每個(gè)工作在控制實(shí)現(xiàn)自主均流。相對(duì)于主從控制，制器和通信網(wǎng)絡(luò)，，可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)功率分配]。
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM727

【參考文獻(xiàn)】

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1 張永明;丁寶;傅衛(wèi)東;劉群;;基于直流配電與直流微網(wǎng)的電氣節(jié)能研究[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2015年S1期

2 楊道培;丁志剛;曹煒;;基于下垂控制的直流微電網(wǎng)小擾動(dòng)穩(wěn)定性分析[J];電氣技術(shù);2015年07期

3 朱旋;陳得寶;方振國(guó);李崢;;平均成本下垂控制策略在分布式發(fā)電中的應(yīng)用[J];電力系統(tǒng)保護(hù)與控制;2015年10期

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5 吳衛(wèi)民;何遠(yuǎn)彬;耿攀;錢照明;汪i襠

本文編號(hào)：2674061