孤岛模式下微网的性能优化控制策略研究

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1、宣妻京交万方数据博士学位论文孤岛模式下微网的性能优化控制策略研究PerformanceOptimizationControlStrategiesofIslandingModeMicrogrid作者：马添翼导师：金新民北京交通大学2014年6月万方数据中图分类号：UDC：学校代码：10004密级：公开北京交通大学北尿父嬗大字博士学位论文孤岛模式下微网的性能优化控制策略研究PerformanceOptimizationControlStrategiesofIslandingModeMicrogrid作者姓名：马添翼导师姓名：金新民学位

2、类别：工学学科专业：电力电子与电力传动学号：08117321职称：教授学位级别：博士研究方向：微网系统控制北京交通大学2014年6月万方数据学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：局裤签字日期：Z听年7月／6日导师签名：签字日期：洲够年

3、7万方数据致谢值此论文撰写完成之际，我要诚挚地感谢一直关心和帮助过我的老师、同学、朋友和家人，并感谢国家、学校和实验室给予我公费攻读博士学位的机会和良好的科研环境。在攻读硕士和博士学位期间，我要向导师金新民教授表示最由衷的钦佩和最衷心的感谢。金老师正直严谨的治学态度、实事求是的科研准则、循循善诱的教学精神、以及渊博的专业知识和丰富的实践经验，潜移默化地感染和影响着我，将使我受益终生。在开展课题研究期间，金老师悉心细致的指导，不但使我学习到了理论知识，而且教会我发现和解决问题的思路和方法，项目进程中对我的鼓励和宽容，让我自信勇敢的发

4、挥和提高自己的能力，不断取得进步。真心地感谢金老师对我的谆谆教诲，祝福金老师身体健康、阖家幸福。特别感谢童亦斌老师对我的关心和指导，让我领悟到了科研工作的思想和方法，童老师为学生打造出优越的研究和实践平台，使我找到了研究方向并顺利地完成了博士课题。感谢吴学智老师在博士毕业阶段给予我的帮助和关怀，在我遇到困难的日子里，是您的耐心指导和帮助，为我拓宽了视野，寻找到了新的方向。谢谢荆龙老师多年来的关怀和鼓励，您宽厚、耐心、包容的品格，让我感到敬佩。感谢实验室同学们的关心和帮助，特别感谢唐芬师姐、黄杏师姐和谢路耀师兄的指点，感谢梁建刚、周

5、啸、刘翼、李舒江、闫琛等同学在我博士课题开展过程中给予的帮助。感谢施韵、尹靖元、姚修远、杨捷、李金科、周冰、齐雯、魏进等几位同学在生活中给予的关心和照顾。在我成长的过程中，父母对我仁慈悉心的理解和关爱，使我积极乐观地度过了校园生活，他们的谆谆教导让我受益终身，深深地感谢父母无私的爱，祝父母身体安康，万事顺心。特别感谢我的先生张禄，给我的支持和关怀，愿我们的生活幸福美满。最后，衷心感谢在百忙之中评阅论文和莅临答辩现场的各位专家、教授以及阅读本论文的所有读者。感谢在成长道路上关心、理解和帮助我的每一个人!马添翼2014年4月2日于红果

6、园万方数据中文摘要摘要：微网是由分布式电源、负荷、储能、监控和保护装置共同组成的小型发配电系统，它具有并网和孤岛两种运行模式，可提高负荷供电可靠性。微网中的分布式电源通常采用电力电子装置接入电网，电力电子装置惯性小且过载能力差，增加了微网系统的控制难度；而电力电子装置的灵活、可控特性则为微网系统电能质量改善提供了便利条件。基于电力电子装置的运行特性，本文对微网在孤岛模式下的稳定性提高和电能质量改善展开研究，主要工作如下：(1)围绕孤岛模式微网的小信号稳定性分析展开研究。基于李雅普诺夫第一法思想，对微网系统小信号模型计算及稳定性判定

7、方法进行了描述。根据微源的控制特性，建立了单台下垂控制支撑微源(Droop．cntrolsurpportingmicrosource，DSMS)状态方程，并对其小信号模型进行了计算。从多DSMS、供电微源(FeedingmicroSOurCe，FMS)组网系统的拓扑结构出发，以特定系统为例，阐述了多DSMS、FMS组网系统的小信号模型计算方法。计算了负荷阻抗、下垂增益变化时特定多DSMS、FMS组网系统的特征值，确定了影响系统稳定性的关键参数，并采用时域仿真对关键参数计算结果的正确性进行了验证。(2)围绕虚拟阻抗对DSMS控制性能

8、的影响展开研究。从等效电路出发，分析不同线路阻抗对DSMS输出功率解耦控制性能的影响，确定了导致DSMS输出功率耦合的原因。给出基于虚拟阻抗实现DSMS功率解耦的控制方法，通过对DSMS实际输出功率的计算，阐述了虚拟阻抗实现DSMS输出功率解耦控制