本文關鍵詞：交直流混合微電網(wǎng)運行控制策略研究

  更多相關文章： 交直流混合微電網(wǎng) 分層控制 本地控制 雙模分布式控制 運行控制與能量管理系統(tǒng)

【摘要】：微電網(wǎng)作為分布式發(fā)電的組織形式,將分布式電源、儲能裝置、可控負荷等相結合,既可獨立運行,也可以與外部電網(wǎng)互為支撐,用于滿足不同用戶多元化的用能需求。交直流混合微電網(wǎng)作為微電網(wǎng)的一種特殊形式,集中了交流微電網(wǎng)與直流微電網(wǎng)的優(yōu)點,可以同時向交流、直流負荷供電,能夠減少功率轉換裝置的使用數(shù)量,使得微電網(wǎng)結構更加簡單,控制更加方便。交直流混合微電網(wǎng)的運行控制不僅需要考慮交流微電網(wǎng)電壓頻率的穩(wěn)定,同時也要維持直流微電網(wǎng)內直流母線電壓穩(wěn)定以及整個系統(tǒng)的功率平衡。因此,單一的控制方法已不能滿足交直流混合微電網(wǎng)在多種運行工況下的控制要求。本文研究一種分層控制策略,基于不同時間尺度,將本地控制、分布式協(xié)調控制、集中控制相結合,同時依托物理實驗系統(tǒng)進行實驗驗證。全文主要研究內容包括如下幾個點：1)詳細分析了交流微電網(wǎng)、直流微電網(wǎng)以及交直流混合微電網(wǎng)的國內外研究現(xiàn)狀以及應用前景,重點概述了交流微電網(wǎng)、直流微電網(wǎng)以及交直流混合微電網(wǎng)的運行控制方法,并介紹了本論文的工程背景。2)構建了小型交直流混合微電網(wǎng)物理實驗系統(tǒng),介紹了交直流混合微電網(wǎng)物理實驗系統(tǒng)的配置情況,并在此基礎上,提出基于不同時間尺度的交直流混合微電網(wǎng)分層控制結構,設計了其應用功能。3)研究了交流微電網(wǎng)的幾種本地控制策略：主從控制與對等控制,包括PQ控制、V/f控制以及下垂控制方法；研究了直流微電網(wǎng)的本地控制策略,介紹了直流微電網(wǎng)的主從控制與對等控制；在此基礎上,研究交直流混合微電網(wǎng)的本地控制策略,最后進行仿真與實驗驗證。4)在本地控制的基礎上,本文重點研究分布式控制,提出了交直流混合微電網(wǎng)雙模分布式控制策略,包括自由控制模式與強制控制模式：給出了雙模分布式控制的組織機制與指令生成機制,設計了四種典型的應用場景：交直流混合微電網(wǎng)并網(wǎng)運行時平滑聯(lián)絡線功率波動、計劃孤島運行前聯(lián)絡線功率調零、離網(wǎng)運行時儲能功率優(yōu)化分配、離網(wǎng)轉并網(wǎng)前系統(tǒng)電壓恢復,并進行實驗驗證；最后分析了分布式算法的穩(wěn)定性、通信延時的影響。5)設計包括通信與控制系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)在內的交直流混合微電網(wǎng)運行控制與能量管理系統(tǒng)。首先,采用EtherCAT總線技術,通過CX8090控制器與EtherCAT端子模塊、基于軟PLC的TWinCAT軟件構建交直流混合微電網(wǎng)通信與控制系統(tǒng)；然后,進行能量管理系統(tǒng)的開發(fā),提出基于多時間尺度的能量管理方法,并介紹了各軟件之間的相互調用關系；最后,進行了交直流混合微電網(wǎng)控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)。
【關鍵詞】：交直流混合微電網(wǎng) 分層控制 本地控制 雙模分布式控制 運行控制與能量管理系統(tǒng)
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM732
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 課題研究背景及意義11-12
• 1.2 微電網(wǎng)發(fā)展與研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 交流微電網(wǎng)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 直流微電網(wǎng)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 交直流混合微電網(wǎng)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 微電網(wǎng)運行控制概述15-16
• 1.4 論文的工程背景16-17
• 1.5 論文結構17-19
• 第二章 交直流混合微電網(wǎng)分層控制架構與功能設計19-25
• 2.1 引言19
• 2.2 交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng)構建19-22
• 2.2.1 交直流混合微電網(wǎng)拓撲結構19-21
• 2.2.2 交直流混合微電網(wǎng)電氣系統(tǒng)構建21-22
• 2.3 交直流混合微電網(wǎng)分層控制架構及其功能設計22-23
• 2.3.1 交直流混合微電網(wǎng)分層控制架構22
• 2.3.2 交直流混合微電網(wǎng)分層控制功能設計22-23
• 2.4 本章小結23-25
• 第三章 交直流混合微電網(wǎng)本地控制策略研究25-45
• 3.1 引言25
• 3.2 交流主微電網(wǎng)基本控制策略25-32
• 3.2.1 逆變型分布式電源并網(wǎng)控制方法25-27
• 3.2.2 交流主微電網(wǎng)本地控制策略27-31
• 3.2.3 交流主微電網(wǎng)運行模式切換31-32
• 3.3 直流子微電網(wǎng)基本控制策略32-37
• 3.3.1 直流子微電網(wǎng)系統(tǒng)并網(wǎng)控制方法32-34
• 3.3.2 直流子微電網(wǎng)本地控制策略34-37
• 3.4 交直流混合微電網(wǎng)本地控制策略37-38
• 3.5 實驗分析38-44
• 3.5.1 仿真實驗分析38-41
• 3.5.2 物理實驗分析41-44
• 3.6 本章小結44-45
• 第四章 交直流混合微電網(wǎng)分布式協(xié)調控制策略研究45-69
• 4.1 引言45
• 4.2 交直流混合微電網(wǎng)雙模分布式控制策略45-46
• 4.2.1 雙模分布式控制定義45-46
• 4.2.2 基于雙模分布式控制的微電網(wǎng)控制框架46
• 4.2.3 雙模分布式控制特點分析46
• 4.3 交直流混合微電網(wǎng)雙模分布式控制模型設計46-50
• 4.3.1 自由控制模式的控制模型47-48
• 4.3.2 強制控制模式的控制模型48-49
• 4.3.3 雙模協(xié)調控制模型49-50
• 4.4 交直流混合微電網(wǎng)雙模分布式控制模型應用50-54
• 4.4.1 并網(wǎng)運行時平滑聯(lián)絡線功率波動50-51
• 4.4.2 計劃孤島運行前聯(lián)絡線功率調零51-52
• 4.4.3 離網(wǎng)運行時儲能功率優(yōu)化分配52-53
• 4.4.4 離網(wǎng)轉并網(wǎng)運行前系統(tǒng)電壓恢復53-54
• 4.5 交直流混合雙模分布式控制模型實現(xiàn)與實驗分析54-67
• 4.5.1 實驗系統(tǒng)與實現(xiàn)方法54-55
• 4.5.2 實驗驗證55-63
• 4.5.3 分布式算法穩(wěn)定性、通信延時分析63-67
• 4.6 本章小結67-69
• 第五章 交直流混合微電網(wǎng)運行控制與能量管理系統(tǒng)研發(fā)69-81
• 5.1 引言69
• 5.2 交直流混合微電網(wǎng)通信與控制系統(tǒng)設計69-76
• 5.2.1 交直流混合微電網(wǎng)EtherCAT總線技術69-70
• 5.2.2 交直流混合微電網(wǎng)本地控制器的設計70-72
• 5.2.3 雙向混合儲能PCS變流裝置設計72-74
• 5.2.4 基于EtherCAT總線的通信與控制系統(tǒng)設計74-75
• 5.2.5 交直流混合微電網(wǎng)通信與控制系統(tǒng)軟件開發(fā)75-76
• 5.3 交直流混合微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)設計76-79
• 5.3.1 能量管理系統(tǒng)及能量管理方法76-77
• 5.3.2 能量管理系統(tǒng)軟件架構77-78
• 5.3.3 能量管理系統(tǒng)軟件開發(fā)78-79
• 5.4 本章小結79-81
• 第六章 總結與展望81-83
• 6.1 全文總結81
• 6.2 工作展望81-83
• 致謝83-85
• 參考文獻85-89
• 附錄89-99
• 作者與科研成果簡介99

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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3 郭思琪;袁越;張新松;鮑薇;劉純;曹陽;王海潛;;多時間尺度協(xié)調控制的獨立微網(wǎng)能量管理策略[J];電工技術學報;2014年02期

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本文編號：895738