【硕士论文】四端环形直流微电网母线电压控制策略研究

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1、硕士学位论文四端环形直流微电网母线电压控制策略研究StudyofBusVoltageControlStrategyofLoopDCMicrogridwithFourTerminals：电力电子与电力传动：直流微电网二〇一五年五月摘要大部分形式的新能源，如风力、太阳能、潮汐发电由于其能量密度低，且分布不集中，必须采用分布式发电的形式。而采用分布式发电，通常需要建立一种小型、灵活的电网——微电网将分布式电能输送到用户，实现分布式能源的就地发电和使用。目前国内外已经有许多学者对微电网展开了研究，微电网作为一种弱电网系统，当其受到冲击时，供电可靠性容易受到影响，因此，

2、如何解决其母线电压稳定性，是保证微电网供电质量的关键问题。本文综合考虑了目前微电网的拓扑结构特点以及线路阻抗对输电的影响，选择一种四端环形直流微电网作为研究对象，该结构的直流微电网包含线路模型、并网变流器、蓄电池储能系统、光伏发电系统和负载。论文首先对目前直流微电网母线电压控制策略的研究现状进行了系统的归纳总结，介绍几种目前常见的控制方式，然后对四端环形直流微电网的母线电压特性进行数学分析，并对各个端口变流器进行数学建模，为控制策略的提出奠定理论基础。为了稳定该直流微电网的母线电压，本文提出一种与之对应的分层式控制方式。该种控制方式对微电网的各种工作模式以及模

3、式间的切换条件进行了定义，并介绍了各模式下微电网各端口的本地控制策略以及模式判别流程。通过MATLAB/Simulink仿真，对本文提出所提出的母线电压控制策略进行了验证。针对仿真中出现的并网/孤岛切换时母线电压跌落问题，以及正负母线电压不对等问题，本文提出一种母线电压稳定性控制策略，包含并网/孤岛无缝切换技术以及母线电压平衡器，进一步提高了母线电压的稳定性。通过仿真验证，该稳定性控制策略的有效性。本文最后对微电网母线电压控制策略研究进行了展望。关键词：直流微电网；母线电压控制；运行模式；无缝切换；电压平衡器AbstractForthereasonthatth

4、eenergydensityofmostrenewableenergy,suchaswindpower,solarenergyandtidalenergy,isrelativelylowerthanthetraditionalfossilenergy,thedistributedgenerationtechnologyshouldbeadoptedintherenewableenergygeneration.Additionally,takingtheparticularityofdistributedgenerationintoconsideration,a

5、kindofsmall-scaledandfeasiblegrid,whichismicrogrid,shouldbedevelopedtoconnecttherenewableenergysourceandusers.Therearemanyscholarsaroundtheworldareresearchingmicrogrid.Asakindofweakpowersystem,thepowersupplyrobustnessofmicrogridisnotperfectwhenthemicrogridisaffectedbyuncontrolledpow

6、er.Therefore,stabilityofmicrogridbusvoltageisofgreatimportancetothepowersupplyqualityofmicrogrid.Takingthetopologieswhicharecommonlyadoptedinthemicrogridandimpactofimpedanceoftransmissionlinesintoconsideration,aloopDCmicrogrid(DCMG)isstudiedinthispaper.TheDCMGconsistsoffourterminals

7、includingagrid-connectedconverter,abatteryenergystorage,aphotovoltaicgenerationsystem,loadsandtransmissionlinemodels.Firstly,thelatestdevelopmentandresearchofcontrolstrategyofDCMGbusvoltagehavebeensummarized.ThenthecharactersofDCMGbusareanalyzedbymathematicalmethodandthemathematical

8、modelsofeverytermin