光储交直流微电网运行控制研究

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1、图书分类号：U.D.C.:工学硕士学位论文光储交直流微电网运行控制研究硕士研究生：范柱烽导师：任先文教授申请学位级别：工学硕士学科、专业：电气工程所在单位：电气工程学院答辩日期：2015年3月授予学位单位：东北电力大学ClassifiedIndex:U.D.C.DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringResearchonControlStrategyofHybridAC&DCbusMicrogridWithPhotovoltaicandStorageSystemCandidate：FanZhufengSuperviso

2、r：Prof.RenXianwenAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：SchoolofElectricalEngineeringDateofOralExamination：Mar.2015University：NortheastDianliUniversity摘要随着人类日益对能源需求量的增加，同时煤、石油、天然气等一次性能源的不断锐减，近年来微电网成为研究的热点。而微电网运行过程中，通常需要采用电力电子接口变换器实现可再生能源和

3、公共母线以及负荷的连接。本文以光储交直流微电网为研究背景，对其中电力电子接口变换器的控制系统进行了深入研究。基于电压幅值的控制策略，本文以直流母线电压幅值为判定基准，根据电压幅值变化量判定系统所处的工况。针对不同的系统工况，设置不同的控制模式，在每个模式中控制单一变流器维持直流母线电压，其余变流器进行辅助控制，使系统在不同工况下都能稳定运行。系统内各变流器依据电压幅值独立运行，不需要进行通信连接，使控制系统得到了有效的简化，实现了系统自治运行。并针对负荷波动引发的直流母线电压欠压过压问题，对系统内的可控负荷设计负荷投切控制，避免母线电压过低或者过高导致系统崩溃，达到辅

4、助系统功率调节的目的。针对微电网低电压穿越问题，基于光储微电网系统提出一种光储协调控制的低电压穿越策略。在低电压期间，光伏系统采用最大功率跟踪控制，储能系统采用恒压控制维持直流母线电压恒定，在储能出力已达功率限值仍不能维持直流母线电压在允许范围内时，光伏系统切换为恒压控制。考虑到光储微电网负荷波动性大的特点，设计了一种适用于光储微电网并具有无功补偿功能的限流控制策略，为电网提供电压支撑，同时避免并网逆变器输出过电流。基于所研究的光储交直流微电网自治控制策略，搭建了实验平台。通过对可控负荷的并网及卸荷控制和对静态开关的开断及闭合实验来验证系统运行的稳定、可靠性。实验结果

5、实现了工作模式的平滑切换，验证了提出方法的有效性和正确性。基于MATLAB/Simulink仿真平台对系统正常运行、网侧电压跌落和网侧电压恢复三种工况下LVRT测试以验证所设计控制策略的可行性。仿真结果表明，控制系统能够充分利用光伏发电能量、维持直流母线电压的恒定、抑制并网电-I-流过电流并能发出无功功率支撑并网点电压，实现了低电压穿越，验证了该LVRT控制策略的有效性。关键词：交直流微电网；光储；自治控制；低电压穿越；--IIAbstractBecauseofthedifficultytointegratelarge-scalewindturbinesandphot

6、ovoltaticpanelsintogridandtheintelligentdevelopmentofpowersystem,theresearchonmicrogridgainsincreasingattentionsnow.Inthemicrogridoperation,inordertoefficientlycontroltherenewableenergysources,thepowerelectronicsconvertersarecommonlyemployedasinterfacingcircuits.Inthisthesis,theAC-DChyb

7、ridmicrogridisselectedastheresearchsubjectandthecontrolsystemforitsinterfacingconvertsisanalyzedindetail.AnautonomouscontrolisproposedforDCmicrogridwithphotovoltaicgenerationandstoragesystembasedontheDCbusvoltagecontrol.Theoperationofsystemiscategorizedintoseveraldifferentmodes