風(fēng)光混合微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行控制研究.pdf

1、隨著能源與環(huán)境問(wèn)題的日益凸顯，清潔、可再生的分布式發(fā)電技術(shù)逐漸成為全球矚目的焦點(diǎn)。然而分布式電源的接入對(duì)大電網(wǎng)產(chǎn)生了諸多不利影響，這制約了其并網(wǎng)與發(fā)展。微網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)很好的解決了這一矛盾。微網(wǎng)靈活的運(yùn)行方式、高質(zhì)量的供電服務(wù)以及綠色高效的經(jīng)濟(jì)性能，使其成為了各國(guó)研究的熱點(diǎn)。微網(wǎng)系統(tǒng)包含多種分布式能源，稱(chēng)為微電源，主要有風(fēng)力發(fā)電、光伏電池、燃料電池、儲(chǔ)能蓄電池等。其中風(fēng)力發(fā)電和光伏電池發(fā)展得最為快速與成熟。風(fēng)能與太陽(yáng)能變化趨勢(shì)相反，具有天

2、然的互補(bǔ)性，風(fēng)光混合的微網(wǎng)系統(tǒng)較獨(dú)立的風(fēng)能或光伏微電網(wǎng)具有更高的供電可靠性，因此對(duì)其運(yùn)行和控制的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文以建立微網(wǎng)運(yùn)行控制仿真平臺(tái)為目標(biāo)，利用PSCAD/EMTDC搭建了一個(gè)風(fēng)光混合的小型微網(wǎng)系統(tǒng);討論了該微網(wǎng)中風(fēng)電機(jī)組和光伏電池的實(shí)用工程模型，并對(duì)微網(wǎng)在并網(wǎng)和孤島兩種運(yùn)行模式下的控制策略進(jìn)行了詳細(xì)研究;最后通過(guò)仿真驗(yàn)證了所建模型的正確性和控制策略的可行性。本文的主要工作可以從以下三個(gè)方面概括:

3、>　　 首先，推導(dǎo)了光伏電池和直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)所設(shè)計(jì)的電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)，在PSCAD/EMTDC中搭建具有實(shí)用性和通用性的工程模型;對(duì)兩種微電源的最大功率跟蹤進(jìn)行了探討，提出了一種基于擾動(dòng)觀察法的光伏電池改進(jìn)MPPT算法;并就上述問(wèn)題進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，測(cè)試了所建模型的動(dòng)態(tài)性能和對(duì)外界環(huán)境變化的適應(yīng)能力。
　　 其次，對(duì)直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)和兩級(jí)式光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)控制問(wèn)題進(jìn)行了研究:分析微電源逆變器的基本原理和

4、主要結(jié)構(gòu);討論了逆變器的不同并網(wǎng)控制模式，著重對(duì)PQ和V/f兩種控制策略進(jìn)行了研究;并通過(guò)仿真分析驗(yàn)證了控制策略的可行性和有效性。
　　 最后，本文對(duì)微網(wǎng)的兩種典型控制模式:主從控制和對(duì)等控制進(jìn)行了分析比較，提出了并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)所有微電源采用PQ控制，孤島運(yùn)行時(shí)蓄電池改為V/f控制的微電網(wǎng)整體控制策略。采用PSCAD/EMTDC搭建了一個(gè)包含直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、兩級(jí)式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和儲(chǔ)能蓄電池的風(fēng)光混合小型微網(wǎng)模型，微網(wǎng)采用本