單母線直流微電網模型的建立及其穩(wěn)定性分析
發(fā)布時間:2021-08-10 05:07
在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中,微電網因可將分布式發(fā)電單元和本地負載進行有效整合而備受關注。本文圍繞直流微電網的一些關鍵問題進行研究;對系統(tǒng)進行建模和等效模型分析,并對直流微電網分別進行小信號和大信號穩(wěn)定性分析,最后對各個系統(tǒng)之間的協(xié)調控制策略、直流下垂控制的改進方法等技術展開深入研究。在考慮線纜阻抗的情況下,利用戴維南定理將微電網支路進行簡化分析,建立支路輸出阻抗模型,從系統(tǒng)節(jié)點及支路輸出阻抗模型出發(fā),建立了直流微電網的節(jié)點阻抗模型,通過節(jié)點阻抗法來判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。通過搭建一個光伏-儲能直流微網的小信號模型,詳細分析了靜態(tài)工作點變化對變換器諧振峰值的影響、電源側輸出阻抗對電源負載并聯(lián)阻抗之間的影響以及電源負載并聯(lián)阻抗與線路參數(shù)之間的關系,并利用并聯(lián)阻抗法分析了濾波參數(shù)等對系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性的影響。當直流微電網采用母線電壓控制策略時,系統(tǒng)是一個非線性系統(tǒng),因此在對系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行分析時,需采用非線性的分析方法。本文將切換理論用于母線電壓控制直流微電網的穩(wěn)定性分析中,通過建立系統(tǒng)在電壓控制策略下的統(tǒng)一數(shù)學模型,利用李雅普諾夫直接法研究直流微電網大信號穩(wěn)定性的參數(shù)邊界條件,并根據(jù)切換系統(tǒng)穩(wěn)定性判據(jù)分析了...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
CPES提出的直流微電網結構
抗比禁止區(qū)判據(jù)來分析各微源節(jié)點阻抗特性對直流微電網系統(tǒng)后利用 Matlab/Simulink 平臺對其進行仿真分析,對理論分證。流微電網建模口變換器模型流微電網中分布式微電源一般通過接口變換器與系統(tǒng)母線相連量。以 Buck 接口變換器為研究對象,當忽略變換器的高頻開開關的平均動態(tài)過程時,可簡化為如圖 2-1 所示電路,即可得在連續(xù)導通模式(Continue Conduction Mode,簡稱 CCM)下的數(shù)為:Lin o L sddiL du u i Rt o oLLdu uC it R
圖 2-2 Buck 接口變換器系統(tǒng)框圖圖 2-3 所示,此時 DC/DC 變換器采用電壓與電流雙閉環(huán)的比例。圖 2-3(a)為 Buck 接口電路的電壓、電流雙閉環(huán)的控制電路。電流內環(huán)的傳遞函數(shù)可知,可以將其等效為一階延時單元控制器)所示,將雙閉環(huán)系統(tǒng)進行簡化,電壓外環(huán)采用 PI 控制策略,Gv(s)示變換器電壓控制器和電流控制器,kp和 ki分別為 PI 控制器的數(shù);Uref為輸出電壓參考值;D 為續(xù)流二極管,Gcon(s)為簡化電制器的等效導納;iref為電壓控制器的輸出,并作為電流控制器的 Buck 電路和 PI 控制器轉換為 s 域模型,即可求出變換器的輸滿足: OScon1Z s Z s/ /sC 中的 Zcon(s)=1/Gcon(s)。由于系統(tǒng)采用 PI 控制,則 Gcon(s)可表示p icon1( )1k s+kG ss +Ts
【參考文獻】:
期刊論文
[1]分布式控制的直流微電網系統(tǒng)級穩(wěn)定性分析[J]. 支娜,張輝,肖曦,楊甲甲. 中國電機工程學報. 2016(02)
[2]基于切換模型的雙向AC-DC變換器控制策略[J]. 田崇翼,李珂,張承慧,莊飛飛,葉保森. 電工技術學報. 2015(16)
[3]智能直流配電網研究綜述[J]. 宋強,趙彪,劉文華,曾嶸. 中國電機工程學報. 2013(25)
[4]直流微電網中變換器阻抗特性及系統(tǒng)穩(wěn)定性研究[J]. 邢小文,張輝,支娜,郭龍舟,李洋. 低壓電器. 2013(04)
[5]可再生能源產業(yè)的國際貿易爭端[J]. 李威. 電力與能源. 2012(02)
[6]直流電網在中國的應用前景分析[J]. 溫家良,吳銳,彭暢,王宇. 中國電機工程學報. 2012(13)
[7]中國電力行業(yè)硫、氮、碳協(xié)同減排的環(huán)境經濟路徑分析[J]. 毛顯強,邢有凱,胡濤,曾桉,劉勝強. 中國環(huán)境科學. 2012(04)
[8]用于提高級聯(lián)型電源系統(tǒng)穩(wěn)定性的自適應有源電容變換器[J]. 張欣,阮新波. 電工技術學報. 2012(02)
[9]分布式發(fā)電系統(tǒng)無縫切換控制策略[J]. 王曉寰,張純江. 電工技術學報. 2012(02)
[10]含微網的配電網接線模式探討[J]. 繆源誠,程浩忠,龔小雪,王立峰,姚良忠,Bazargan Masoud. 中國電機工程學報. 2012(01)
本文編號:3333524
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
CPES提出的直流微電網結構
抗比禁止區(qū)判據(jù)來分析各微源節(jié)點阻抗特性對直流微電網系統(tǒng)后利用 Matlab/Simulink 平臺對其進行仿真分析,對理論分證。流微電網建模口變換器模型流微電網中分布式微電源一般通過接口變換器與系統(tǒng)母線相連量。以 Buck 接口變換器為研究對象,當忽略變換器的高頻開開關的平均動態(tài)過程時,可簡化為如圖 2-1 所示電路,即可得在連續(xù)導通模式(Continue Conduction Mode,簡稱 CCM)下的數(shù)為:Lin o L sddiL du u i Rt o oLLdu uC it R
圖 2-2 Buck 接口變換器系統(tǒng)框圖圖 2-3 所示,此時 DC/DC 變換器采用電壓與電流雙閉環(huán)的比例。圖 2-3(a)為 Buck 接口電路的電壓、電流雙閉環(huán)的控制電路。電流內環(huán)的傳遞函數(shù)可知,可以將其等效為一階延時單元控制器)所示,將雙閉環(huán)系統(tǒng)進行簡化,電壓外環(huán)采用 PI 控制策略,Gv(s)示變換器電壓控制器和電流控制器,kp和 ki分別為 PI 控制器的數(shù);Uref為輸出電壓參考值;D 為續(xù)流二極管,Gcon(s)為簡化電制器的等效導納;iref為電壓控制器的輸出,并作為電流控制器的 Buck 電路和 PI 控制器轉換為 s 域模型,即可求出變換器的輸滿足: OScon1Z s Z s/ /sC 中的 Zcon(s)=1/Gcon(s)。由于系統(tǒng)采用 PI 控制,則 Gcon(s)可表示p icon1( )1k s+kG ss +Ts
【參考文獻】:
期刊論文
[1]分布式控制的直流微電網系統(tǒng)級穩(wěn)定性分析[J]. 支娜,張輝,肖曦,楊甲甲. 中國電機工程學報. 2016(02)
[2]基于切換模型的雙向AC-DC變換器控制策略[J]. 田崇翼,李珂,張承慧,莊飛飛,葉保森. 電工技術學報. 2015(16)
[3]智能直流配電網研究綜述[J]. 宋強,趙彪,劉文華,曾嶸. 中國電機工程學報. 2013(25)
[4]直流微電網中變換器阻抗特性及系統(tǒng)穩(wěn)定性研究[J]. 邢小文,張輝,支娜,郭龍舟,李洋. 低壓電器. 2013(04)
[5]可再生能源產業(yè)的國際貿易爭端[J]. 李威. 電力與能源. 2012(02)
[6]直流電網在中國的應用前景分析[J]. 溫家良,吳銳,彭暢,王宇. 中國電機工程學報. 2012(13)
[7]中國電力行業(yè)硫、氮、碳協(xié)同減排的環(huán)境經濟路徑分析[J]. 毛顯強,邢有凱,胡濤,曾桉,劉勝強. 中國環(huán)境科學. 2012(04)
[8]用于提高級聯(lián)型電源系統(tǒng)穩(wěn)定性的自適應有源電容變換器[J]. 張欣,阮新波. 電工技術學報. 2012(02)
[9]分布式發(fā)電系統(tǒng)無縫切換控制策略[J]. 王曉寰,張純江. 電工技術學報. 2012(02)
[10]含微網的配電網接線模式探討[J]. 繆源誠,程浩忠,龔小雪,王立峰,姚良忠,Bazargan Masoud. 中國電機工程學報. 2012(01)
本文編號:3333524
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