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1、分类号密级交直流混合微电网的建模与控制策略研究研究生姓名：汪宝指导教师姓名、职称：匡洪海教授学科专业：电力系统及其自动化研究方向：现代电力电子技术及系统湖南工业大学二〇一八年四月十五日摘要在能源与环境问题日趋严峻的形势下，分布式新能源通过微电网实现并网利用的优势已经得到了广泛认可。随着微电网技术的发展，微电网逐步发展成了交流微电网、直流微电网以及交直流混合微电网三种具体形式。考虑到单一交/直流微电网在系统控制、经济性等方面的不足，本文针对可同时兼顾交/直流微电网优势特征的交直流混合微电网进行了建模与控制策略研究，提出了系统在不同运
2、行模式中不同工况下的协调控制策略，通过仿真对系统模型及其控制策略进行了验证。首先，在总结已有研究成果的基础上，针对一种交直流混合微电网系统，归纳总结了交直流混合微电网的优势特征和运行模式，并对混合微电网系统中的光伏电池、蓄电池及各类交/直流电能变换器进行了建模与分析。其次，在分析微电网的系统级控制策略的基础上，对交直流混合微电网采用主从控制，将交流侧蓄电池与储能变流器设置为主控单元，将直流子系统与联络变流器设置为从控单元。随后，分别对光伏电池并网控制、蓄电池充放电控制及双向DC/AC变换器的PQ控制、V/f控制进行了控制策略设计与
3、仿真分析。最后，本文基于PSCAD/EMTDC仿真软件，针对所研究的交直流混合微电网系统，在分析系统功率流动的基础上，提出了系统并网运行、孤岛运行及孤岛/并网切换运行三种运行模式中不同工况下系统各单元的协调控制策略，并设计了交直流混合微电网由孤岛运行向并网切换过程中主控单元的孤岛V/f控制向并网PQ控制的平滑切换控制策略。通过搭建相应的交直流混合微电网系统仿真模型，分别从混合微电网并网三种运行模式的不同工况进行了系统仿真分析，仿真结果证明了所搭建的交直流混合微电网仿真模型具有稳定运行性能，验证了所提协调控制策略的有效性与正确性。关
4、键词：交直流混合微电网，建模，控制策略IABSTRACTUndertheincreasinglyseveresituationofenergyandenvironmentalissues,theadvantagesofdistributednewenergyusedbyconnectedtomicrogridshavebeenwidelyrecognized.Withthedevelopmentofmicrogridtechnology,microgridshavegraduallydevelopedintothreespecif
5、icforms:theACmicrogrids,theDCmicrogrids,andthehybridAC/DCmicrogrids.ConsideringtheshortcomingsofsingleACorDCmicrogridintermsofsystemcontrolandeconomy,thisthesisstudiesthemodelingandcoordinatedcontrolofhybridAC/DCmicrogridsthatcantakeintoaccounttheadvantagesofbothACand
6、DCmicrogrids,andCoordinatedcontrolstrategiesunderdifferentoperatingconditionsindifferentoperatingmodesbareproposed,thesystemmodelanditscontrolstrategywereverifiedthroughsimulation.Firstly,basedonthesummaryoftheexistingresearchresults,theadvantagesandoperatingmodesofan
7、hybridAC/DCmicrogridsystemaresummarized,andthephotovoltaiccells,batteries,variousAC/DCpowerconvertersinthehybridAC/DCmicrogridsystemaremodeledandanalyzed.Secondly,basedontheanalysisofsystem-levelcontrolstrategyofthemicrogrid,master-slavecontrolforhybridAC/DCmicrogrids
8、isadopted,theACsidestoragebatteryandenergystorageconverterissetasthemaincontrolunit,theDCsubsystemandtheliaisonconverterisse
