【摘要】：隨著人類(lèi)對(duì)能源需求量的迅猛增長(zhǎng),可再生能源逐漸成為重要能量來(lái)源之一。作為分布式能源接入大電網(wǎng)的主要途徑,微電網(wǎng)的控制策略和穩(wěn)定性決定了新能源的利用率。相比交流微網(wǎng),直流微電網(wǎng)不需要考慮系統(tǒng)頻率、電壓相角及無(wú)功功率的影響因素,控制方式與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更為簡(jiǎn)單靈活�？刂撇呗缘恼_選擇更是維持微電網(wǎng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ),也是實(shí)現(xiàn)直流母線(xiàn)電壓的穩(wěn)定與有功功率的有效分配的重要保障。本文基于下垂控制,分別對(duì)微源側(cè)與儲(chǔ)能系統(tǒng)側(cè)的出口變換器建模,并分析提出的改進(jìn)下垂控制與混合儲(chǔ)能下垂控制結(jié)構(gòu)對(duì)微電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響。由于儲(chǔ)能部分在直流微電網(wǎng)中具有穩(wěn)壓作用,所以其運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性非常重要的�？紤]到蓄電池充放電效率低且壽命短的劣勢(shì),本文選擇超級(jí)電容與蓄電池構(gòu)成的級(jí)聯(lián)儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu),蓄電池通過(guò)雙向變換器和超級(jí)電容向母線(xiàn)進(jìn)行充放電,維持母線(xiàn)電壓恒定。文中詳細(xì)介紹了該混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)及兩個(gè)雙向轉(zhuǎn)換器的下垂控制作用機(jī)理。直流微電網(wǎng)中傳統(tǒng)的下垂控制忽略了變換器出口處線(xiàn)路阻抗的影響,導(dǎo)致微電源輸出功率達(dá)不到精確分配,工作電壓較理想值差距較大。本文中首先深入分析產(chǎn)生這種問(wèn)題的根本原因,并提出了基于混合補(bǔ)償?shù)母倪M(jìn)下垂控制。這種控制方式利用電流精確的分配代替功率精分作為最終目標(biāo),以電流實(shí)際分配比例與目標(biāo)比例的差值作為模糊控制的輸入量,輸出量為下垂系數(shù)的變化量,從而抵消線(xiàn)路阻抗量測(cè)誤差或不成比例對(duì)功率精分帶來(lái)的影響。同時(shí),設(shè)計(jì)了對(duì)母線(xiàn)電壓有補(bǔ)償作用的中央電壓補(bǔ)償器,實(shí)現(xiàn)直流母線(xiàn)電壓的提升與穩(wěn)定。仿真結(jié)果表明,這種控制策略下不僅電流分配更精確,而且母線(xiàn)電壓能夠基本穩(wěn)定在理想值,實(shí)現(xiàn)了微電網(wǎng)的能量的高效利用及其穩(wěn)定運(yùn)行。基于以上分析,對(duì)整個(gè)直流微電網(wǎng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析。首先對(duì)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中兩個(gè)雙向變換器建立小信號(hào)數(shù)學(xué)模型,并推導(dǎo)獲得該系統(tǒng)的等效輸出阻抗的表達(dá)式;同樣的對(duì)微源端口變換器與負(fù)載側(cè)建立小信號(hào)模型并獲得等效輸出阻抗;最終建立直流微電網(wǎng)的并聯(lián)阻抗模型。在配置一定的控制參數(shù)及線(xiàn)路參數(shù)后,利用Bode圖與Nyquist判據(jù)分析微源側(cè)改進(jìn)下垂控制中下垂控制系數(shù)的變化對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響及混合儲(chǔ)能的運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)變對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。綜上,本文提出了改進(jìn)的直流微電網(wǎng)中下垂控制策略,實(shí)現(xiàn)了功率精確分配且提高母線(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行電壓,并結(jié)合混合儲(chǔ)能系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制,以增強(qiáng)直流微電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性。建立了含混合儲(chǔ)能與微源的直流微電網(wǎng)系統(tǒng)級(jí)的穩(wěn)定性分析模型,并分析了系統(tǒng)參數(shù)對(duì)穩(wěn)定性的影響,為直流微電網(wǎng)的穩(wěn)定性研究提供一種思路。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TM712

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2709081