改进的直流微电网分散式控制策略研究

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1、硕士学位论文改进的直流微电网分散式控制策略研究RESEARCHONIMPROVEDDECENTRALIZEDCONTROLSTRATEGYOFDCMICRO-GRID张佳云哈尔滨工业大学2018年1月国内图书分类号：TM46学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文改进的直流微电网分散式控制策略研究硕士研究生：张佳云导师：和军平副教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2017年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM46

2、U.D.C:621.3AdissertationsubmittedinpartialfulfillmentoftherequirementsfortheacademicdegreeofMasterofEngineeringRESEARCHONIMPROVEDDECENTRALIZEDCONTROLSTRATEGYOFDCMICRO-GRIDCandidate：ZhangJiayunSupervisor：Asso.Prof.HeJunpingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEn

3、gineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：December,2017Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要目前，微电网的主要实现形式是交流微电网，但随着电网中光伏电池、蓄电池和直流负载的应用急剧增加，直流微电网在低压配电和居民应用方面展现出更加突出的优势。目前，直流微

4、电网控制策略的评价指标主要偏重在电能质量或控制成本的一个方面，两者兼顾的控制策略研究较少。随着中小型直流微电网应用规模越来越大，人们对兼顾高电能质量和低投资成本的微电网控制策略的需要也日益迫切。本文即在分析传统直流微电网控制策略的基础上，提出了一种改进的分散式控制策略来兼顾电能质量和投资成本。本文主要研究内容如下：本文设计的直流微电网结构不需要集中控制器，与传统分散式控制策略下的微电网结构相比，仅仅在蓄电池模块控制器和并网变流器之间加入了一条通信线。为了实现直流微电网高电能质量的要求，设计了微电网的新运行控制

5、策略。为了减小直流母线电压的瞬时波动，无论并网模式还是孤岛模式，本设计均利用蓄电池和超级电容组成的储能单元来控制母线电压。并网运行时，超级电容调节高频功率，蓄电池和并网变流器共同调节低频功率；孤岛运行时，超级电容调节高频功率，蓄电池调节低频功率。本直流微电网系统包括光伏发电单元、储能单元和并网变流器单元三个子系统，针对不同子系统的特点，分别设计了适合各个单元的控制策略。光伏发电单元主要工作于最大功率追踪模式和恒压下垂控制模式；储能单元包括蓄电池模块和超级电容模块。蓄电池模块主要工作于恒压充放电模式和限流保护模

6、式，超级电容模块主要工作于充放电或者备用模式；并网变流器具有四种工作模式，其根据蓄电池的容量信息和功率信息，调节自身参考电流的大小，进而调节微电网系统内部功率，保证微电网系统功率平衡。在MATLAB中，搭建了一个8kW的直流微电网系统模型，并对直流微电网的并网运行模式和孤岛运行模式进行了实时仿真。结果表明运用改进的分散式控制策略，直流微电网并网运行时，母线电压波动显著降低，交流电网电流波形质量良好；孤岛运行时，极端外界条件下，微电网也不会崩溃，并能保证重要负载的供电可靠性。关键词：直流微电网；协调控制；微源建

7、模；光伏发电；储能控制-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractRecently,themainformofmicrogridisACmicrogrid.However,withtheincreasingapplicationofphotovoltaiccells(PV),batteriesandDCloadsinmodernpowergrid,DCmicrogridshowsamoreprominentadvantage.TheevaluationindexofDCmicrogridcontrol

8、strategiesmainlyfocusesononeaspectofpowerqualityorcontrolcost,buttherearefewstudiescanbedoneonbothsides.MediumandsmallDCmicrogridwilldevelopdramaticallyinthefuture,sothecontrolstrategiesthatconsideredb