微电网平滑切换控制策略的研究

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1、微电网平滑切换控制策略的研究1绪论1.1选题的背景和意义随着国民经济的发展，电力需求快速增长，电力部门的投资主要集中在火电、水电和核电等大型集中式供电和超长距传输网络的建设。然而，伴随着电网的发展，超大规模电力系统的缺点也变得越来越明显，操作成本越来越高，难以适应越来越高的用户对安全性、可靠性，以及各种电源的要求。特别是世界各地在最近几年里不断发生了几次比较严重的停电事故，暴露了传统电网的很多微弱特性，所以发展分布式发电被提上了日程。分布式发电具有污染少，可靠性高，节能，安装位置灵活等诸多优点，能有

2、效解决许多大型集中电网中潜在的问题[1-3]。现代情形下，分布式发电可看作对传统电网的有力的补充形式，其集成控制技术越来越完善，越来越多的分布式发电技术收到各国的关注，应用也越来越广泛。同时，各种分布式电源在稳定运行方面也呈现出一定的挑战，例如风能和太阳能发电收外界环境因素影响很大，所以在当地负荷的供电上带来了一些不稳定因素。因此，分布式发电在稳定性、供电可靠性以及电能质量的优质性等方面还有很长的路要走。与传统的集中式发电相比，分布式发电具有明显的优势[4-6]，主要有以下几点：首先，促进了可再生能

3、源的发展。中国可再生能源丰富，要充分利用其各种可再生能源，如风能、太阳能、潮汐能、地热能等。特别是利用可再生能源进行发电。而集成分布式发电技术，能量存储技术，电力电子技术和热电联产技术是可再生能源的充分发挥作用的技术条件。其次，是提高电力系统稳定运行的能力。中国目前正在开发特高压电网，建设三个中国大电网同步，一旦微电网，电网结构和设计适当的控制措施的重要负荷位臵组成的地理上的接近，势必增加坚强电网的适应能力。然后，分布式发电可灵活应用于偏远地区，解决了该地区用电问题。偏远复杂地形条件的农村以及沙漠地

4、区，经济发展相对滞后，输电成本较高，远距离传输可靠性差。但是利用分布式发电技术，就近建立光伏电站，风力发电，小水电组成分布式发电网络，为这些地区的居民解决电力问题，促进当地经济的发展。最后一个特点是可以降低投资和运营的成本。联合电站和分散的微电网相结合，可以大大缩短输电的距离，减少道路上的输电和配电线的投资，这将使得电源系统更安全，更经济。.........1.2微电网及其切换控制研究的概述微电网概念是相对传统的大型电网而提出的，它是指通过一定的拓扑结构将分布式电源组成一个比较大的网络形式，同时利用

5、静态开关来接入到大电网中[8]。微电网的研究和发展可以促进可再生能源的大规模引入，从而实现对电力负荷的更可靠的供电。微电网是实现积极的销售网络的有效形式，也是一种由传统电网往智能电网过渡的形式。微电网将分布式发电，负载，能量存储设备和控制设备相结合，以形成一个单一控制的独立供电系统。同时也可以平稳的接入到大电网或者独立运行，这是发挥分布式发电能源利用的有效形式。微电网可以通过更好地控制无功功率，来降低了谐波污染，提高了电能质量。特别是，当外部电网出现问题时，其可以确保对本地敏感负荷的连续性提供电能，

6、确保了供电的可靠性[9]。换句话说，微电网具有双重作用，于电力公司而言，微电网可以被视为简单的可调度的负荷，可以在几秒钟满足原有系统用户的需要；同时微电源可视为一个可定制电源，以满足用户的多样化需求。因此，未来微电网关键技术之一是分布式发电系统大规模应用[10,11]。...........2微电网中分布式发电技术的建模仿真研究2.1微电网类型直流型的微电网大致结构如2.1图。电压经由变压器、断路器以和双向型DC/AC变换器连接到直流微网中；光伏阵列单元则经由汇流箱装置、单向型DC/DC变换器然后接

7、入220V直流的母线上；同时，储能系统装置经由双向型DC/DC变换器接入进220V直流的母线上；风电模块经由AC/DC变流和220V的直流母线连接；负荷端，直流负荷则经由单向型DC/DC转换接入到220V直流的母线上，交流型负荷则经由单向型DC/AC转换和220V直流的母线连接[33]。交流与直流混合型的微电网大致的结构如2.2图所示。其中，交流部分以及直流部分各自的微电源、负载以及储能系统全都经由转换器进行电能的交换。并经由断路器与大电网相连，如果大电网故障亦或是检修需要时，这种混合型的微电网能主

8、动检测到信号的变化，从而断开与大电网的连接，但此时它们之间仍然可以进行电能的互相交换[34]。.........2.2分布式光伏发电系统建模仿真分析光伏效应是光伏电池工作以及产生电流的根本原理。这里光伏效应，指的当太阳光照射到光伏电池上时，光伏太阳能板的内部就会产生定向移动的电荷会，电荷的定向移动进而能够产生电流或者电动势。在现代发展中光伏发电技术正在被大量的应用在各种工程实际中，这主要是由于光伏电池的光电效应转换具有很高的效率[35]。由于p-n结的形成会受到光照强