本文關鍵詞：孤島微電網(wǎng)潮流計算

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【摘要】：化石能源危機以及環(huán)境污染問題倒逼可再生清潔能源發(fā)展,近年來風力、光伏等可再生能源的發(fā)電技術飛速發(fā)展。然而由于風機、光伏等分布式電源一般受天氣環(huán)境等因素影響較大,其出力具有較大的間歇性,因此為了減少分布式能源并網(wǎng)對大電網(wǎng)帶來的沖擊,一般將具有不同特性、互為補充的多種分布式電源及儲能裝置等整合成具有保護、控制、管理等功能的微電網(wǎng)系統(tǒng)。微電網(wǎng)不僅可顯著提高分布式電源的接納率以及系統(tǒng)的供電可靠性,而且經濟環(huán)境效益較為可觀。當大電網(wǎng)出現(xiàn)故障,微電網(wǎng)一般會脫離大電網(wǎng)運行在孤島模式下,分布式電源逆變器采用下垂控制以分攤負荷、提高供電可靠性。潮流計算是電力系統(tǒng)各類穩(wěn)定性、可靠性及安全性分析的基礎,然而傳統(tǒng)的潮流計算方法的前提是存在容量足夠大的平衡節(jié)點,因此研究一種考慮孤島微電網(wǎng)實際特性的潮流計算尤為重要。本文充分考慮了孤島微電網(wǎng)實際存在的不同分布式電源控制方式,包括下垂控制(Droop控制)、恒功率控制(PQ控制)和恒壓控制(PV控制)三種控制方式,提出了基于牛頓拉夫遜法的改進計算初值的新型孤島微電網(wǎng)潮流計算方法,并考慮了多種節(jié)點類型轉化的問題,設置了不同控制方式與分布式電源(DG)退出運行等多種情形,以6節(jié)點與38節(jié)點測試系統(tǒng)為例,在Matlab仿真平臺下,驗證了所提方法的有效性。仿真結果表明,改進的牛拉法潮流計算更真實地描述了實際微電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)控制特性,在切除一臺DG裝置的情形下,本文算法仍能較好收斂,且收斂速度相比于二階潮流算法具有一定的優(yōu)勢。為充分驗證所提新型孤島微電網(wǎng)潮流計算方法的正確性,本文對采用下垂控制的逆變器的各個模塊進行結構原理的詳細分析,并運用國際學術界認可度較高的PSCAD/EMTDC電磁暫態(tài)仿真軟件,對上述分布式電源下垂控制的孤島微電網(wǎng)潮流計算模型進行精確建模。仿真結果表明,所提新型孤島微電網(wǎng)潮流計算方法的計算結果與PSCAD/EMTDC電磁暫態(tài)仿真軟件計算出的穩(wěn)態(tài)結果相差很小,其中最大相角相差僅為0.5%;最大電壓幅值差僅為0.03%,均在允許的誤差范圍內,再次驗證了本文算法的正確性和有效性。
【關鍵詞】：微電網(wǎng) 孤島 下垂控制 PSCAD/EMTDC
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM744
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-24
• 1.1 課題研究背景和意義12-15
• 1.1.1 課題研究背景12-13
• 1.1.2 課題研究意義13-15
• 1.2 國內外微電網(wǎng)研究現(xiàn)狀15-20
• 1.2.1 微電網(wǎng)的定義15-17
• 1.2.2 微電網(wǎng)的運行方式17-19
• 1.2.3 國外微電網(wǎng)研究現(xiàn)狀19
• 1.2.4 國內微電網(wǎng)研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3 孤島微電網(wǎng)潮流計算現(xiàn)狀20-21
• 1.4 課題來源21
• 1.5 本文的主要內容21-24
• 第2章 微電網(wǎng)控制策略和分布式電源控制方式24-32
• 2.1 引言24
• 2.2 分布式電源的控制方式24-28
• 2.2.1 恒功率控制25-26
• 2.2.2 下垂控制26-27
• 2.2.3 恒壓/恒頻控制27-28
• 2.3 微電網(wǎng)整體控制策略28-30
• 2.3.1 主從控制策略28-29
• 2.3.2 對等控制策略29-30
• 2.4 控制策略對潮流計算的影響30-31
• 2.5 本章小結31-32
• 第3章 孤島微電網(wǎng)潮流計算方法32-44
• 3.1 引言32-33
• 3.2 孤島微電網(wǎng)中微電源的控制特性33-34
• 3.3 孤島微電網(wǎng)潮流計算模型34-35
• 3.3.1 分布式電源模型34-35
• 3.3.2 負荷模型35
• 3.3.3 節(jié)點功率模型35
• 3.4 基于改進牛拉法的潮流計算35-37
• 3.4.1 節(jié)點類型及類型轉化35-36
• 3.4.2 節(jié)點功率方程36
• 3.4.3 求解方法36-37
• 3.4.4 改進的潮流計算初值方法37
• 3.5 算例分析37-43
• 3.5.1 MATLAB仿真分析37-38
• 3.5.2 復雜系統(tǒng)仿真測試38-43
• 3.6 本章小結43-44
• 第4章 基于PSCAD/EMTDC仿真的潮流計算驗證44-53
• 4.1 引言44
• 4.2 下垂控制逆變器模型44-49
• 4.2.1 下垂控制多環(huán)反饋控制器設計44-45
• 4.2.2 分布式接口逆變器和SPWM調制45-46
• 4.2.3 電壓/頻率計算器46-47
• 4.2.4 電壓控制47-48
• 4.2.5 電流控制48-49
• 4.3 算例分析49-52
• 4.4 本章小結52-53
• 結論與展望53-55
• 參考文獻55-60
• 致謝60-61
• 附錄A 攻讀碩士期間取得的學術成果61-62
• 附錄B 6節(jié)點與38節(jié)點測試系統(tǒng)參數(shù)62-64

【參考文獻】

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本文編號：806113