随着生活环境的不断恶化和化石能源的日益枯竭,传统大电网已不能满足当今社会对电力的需求。在这种情况下,清洁的可再生能源越来越受到人们的重视,利用可再生能源进行分布式发电的技术也逐渐得到广泛应用,但大量的分布式电源直接并网运行会对电网造成不利影响。为了克服这一弊端,通常将各种分布式发电装置有机结合组成微电网,并入大电网。虽然对微电网的研究一直以交流微电网为主,但是随着直流负载和直流分布式电源的大量使用,直流微电网展现出强大的优势,成为了国内外学者研究的焦点。因此,本文以直流微电网为研究对象,着重研究其建模、能量管理以及孤岛检测等问题。首先,本文介绍了所研究的直流微电网的拓扑结构,详细分析了直流微电网中光伏发电系统、风力发电系统、蓄电池储能系统以及并网系统的工作特性和数学模型。在此基础上,确定了各个模块的运行模式,并在PSIM环境下建立了直流微电网动态仿真平台,便于对直流微电网进行系统性仿真研究,协调控制各单元工作以实现直流微电网的能量管理,确保直流微网系统可靠运行。其次,本文对孤岛的定义以及危害进行了概括,选择了几种典型的孤岛检测方法进行研究,分析比较了各自的优缺点。在相位扰动孤岛检测方法基础上加以改进,提出了一种可消除逆变器并联稀释效应的相位扰动孤岛检测新方法,并对其进行了仿真,证明了该孤岛检测方法的有效性。最后,结合电价的分时收费原则,在满足直流微电网中负荷需求的前提下,以蓄电池在24h内的充放电功率为优化变量,考虑多种约束条件,以系统向大电网售电获得收益最高为目标建立优化配置模型。在MATLAB环境下编程求解,基于遗传算法得到储能单元的最优调度策略。通过优化蓄电池在不同时段的充放电功率,使得系统在向大电网售电的同时获得最高收益。
基本信息
| 题目 | 直流微网系统的动态建模及其关键问题的研究 |
| 文献类型 | 硕士论文 |
| 作者 | 徐靖雨 |
| 作者单位 | 扬州大学 |
| 导师 | 张继勇,任红春 |
| 文献来源 | 扬州大学 |
| 发表年份 | 2020 |
| 学科分类 | 工程科技Ⅱ辑 |
| 专业分类 | 电力工业 |
| 分类号 | TM727 |
| 关键词 | 直流微电网,动态仿真,能量管理,孤岛检测 |
| 总页数： | 73 |
| 文件大小： | 5581K |
论文目录
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 直流微电网的研究与发展 |
| 1.2.1 国外直流微电网的研究现状 |
| 1.2.2 国内直流微电网的研究现状 |
| 1.3 直流微电网关键技术概述 |
| 1.4 本文的主要工作 |
| 第二章 直流微网仿真平台设计 |
| 2.1 直流微电网系统组成 |
| 2.2 光伏发电系统建模 |
| 2.2.1 光伏电池的数学模型 |
| 2.2.2 光伏发电单元接口电路 |
| 2.2.3 光伏单元的MPPT控制 |
| 2.2.4 光伏单元的仿真研究 |
| 2.3 永磁风力发电系统建模 |
| 2.3.1 风力机数学模型 |
| 2.3.2 永磁同步发电机模型 |
| 2.3.3 机侧变流器的数学模型及控制策略 |
| 2.3.4 风力机最大功率点跟踪（MPPT） |
| 2.3.5 风力发电系统仿真调试 |
| 2.4 蓄电池储能系统建模 |
| 2.4.1 蓄电池模型 |
| 2.4.2 蓄电池单元接口电路及其控制策略 |
| 2.4.3 储能系统的控制策略仿真研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 直流微电网系统仿真研究 |
| 3.1 并网逆变器建模 |
| 3.1.1 并网逆变器模型 |
| 3.1.2 并网逆变器控制策略 |
| 3.1.3 并网逆变器仿真 |
| 3.2 直流微电网系统仿真结果与分析 |
| 3.2.1 直流微网典型模式下的运行仿真 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 孤岛检测方法研究 |
| 4.1 孤岛现象的定义 |
| 4.2 孤岛效应的研究模型和电气特性分析 |
| 4.3 常用的孤岛检测方法 |
| 4.3.1 被动检测法 |
| 4.3.2 主动检测法 |
| 4.4 一种可消除逆变器并联稀释效应的相位扰动孤岛检测法 |
| 4.4.1 工作原理 |
| 4.4.2 该方法具体改进过程和仿真分析 |
| 4.4.3 该孤岛检测发法的创新之处 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于遗传算法的直流微网能量优化管理 |
| 5.1 优化调度模型的建立 |
| 5.1.1 目标函数 |
| 5.1.2 约束条件 |
| 5.2 算例结果分析 |
| 5.2.1 基础数据 |
| 5.2.2 适应度函数 |
| 5.3 含蓄电池微网能量调度结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的学术成果 |
参考文献
| [1] 基于价格型需求响应的多微电网优化策略[J]. 上海电机学院学报 2020(06) |
| [2] 智能微电网与智慧城市——以吐鲁番新区智能微电网为例[J]. 智能建筑与智慧城市 2020(12) |
| [3] 基于分布式控制的水储微电网出力控制策略[J]. 制造业自动化 2020(12) |
| [4] 计及需求侧响应指标的微电网经济排放调度[J]. 东北电力大学学报 2020(06) |
| [5] 一次微电网项目离网转并网失败原因分析[J]. 电工技术 2020(24) |
| [6] 直流微电网控制保护策略研究[J]. 南方能源建设 2020(04) |
| [7] 直流微电网下垂控制技术研究进展[J]. 火力与指挥控制 2020(10) |
| [8] 不同模式下微电网的能源管理和调度优化[J]. 信息技术 2021(01) |
| [9] 考虑电氢耦合的混合储能微电网容量配置优化[J]. 电工技术学报 2021(03) |
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| [11] 计及多种柔性负荷的工业微电网经济运行[J]. 电工技术 2021(01) |
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