海岛微网的主从控制策略-研究

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1、万方数据华北电力大学硕．上学位论文摘要微网技术不仅能够有效地整合多种类型的分布式电源，而且作为未来能源互联网的组成单元，因此对其的研究具有重要的意义。微网现有的研究方向集中在电力技术、经济性、管理和市场三方面，而其中微网的控制技术尤其是多分布式电源环境下的协调控制策略是保证微网安全运行的关键。本文对国内某海岛微网的运行控制进行深入的分析与研究。首先根据海岛微网的并网运行控制目标，通过分析可再生分布式电源(光伏发电系统、永磁直驱风力发电系统)的数学模型制定相应的并网运行控制策略，以此提高可再生分布式电源的利用率并且保持单位功率因数运行：然后对基于主从控制策略的海岛微网

2、搭建了电池储能系统的仿真模型，并且基于此提出了新的并网转孤岛以及孤岛转并网的平滑切换方法，使得微网在两种运行模式之问能够平滑地过渡；其次在两层式分层控制结构下提出了新的海岛微网孤岛协调控制策略，其包括主控单元的选择、微网中央控制器的一次控制、分区域控制、二次控制，所制定的控制策略在实现孤岛运行时频率的无差调节和电压的稳定控制基础上，不仅能够减弱由于负荷和从控单元之间的功率差额超过主控单元的容量所引起的振荡，而且相比于无二次控制，能够为主控单元预留足够的备用容量；最后在PSCAD／EMTDC环境F搭建了海岛微网的仿真平台，分别在不同工况下对并网运行控制策略、平滑切换控

3、制方法以及孤岛协调控制策略进行仿真验证，仿真分析结果证明了本文所制定的控制策略的有效性。本文依托国内某地区的海岛微网示范工程进行研究，探索了一种切实可行的微网运行控制策略及其实现方法，对实际微网工程的建设和应用具有一定借鉴作用。关键词：海岛微网：主从控制；并网控制；平滑切换控制；孤岛协调控制III万方数据华北电力大学硕士学位论文目录摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯IIAbstract．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．

4、．．．．．．⋯．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．II目录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．IV第1章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11．1课题背景与研究意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．2微网的控制策略研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21．2．1微网中DG的逆变器接口控制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．21．2．2微网的协调控制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．31．3基于分层控制结构的主从控制微网研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．51．3．1分层控制结构的研

5、究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．51．3．2主从控制的研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．61．4课题所依托项目介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯71．5本文的主要工作⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8第2章海岛微网的并网运行控制策略⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．102．1海岛微网的并网运行控制策略及目标⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．102．2光伏发电系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．102．2．1光伏发电系统的结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯102．2．2光伏电池的数学模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

6、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯112．2．3最大功率跟踪控制算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯122．2．4光伏发电系统的并网控制策略⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯132．2．5光伏发电系统的并网运行仿真分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯152．3永磁直驱风力发电系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯182．3．1永磁直驱风力发电系统的结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯182．3．2风力机的数学模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯-⋯⋯⋯⋯⋯⋯192．3．3最大风能跟踪控制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯202．3．4机侧变流器的控制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯■⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯22

7、2．3．5网侧变流器的控制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯242．3．6永磁直驱风力发电系统的并网运行仿真分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯262．4本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．27第3章基于主从控制海岛微网的平滑切换控制方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯293．1主控单元及其控制策略的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯293．2电池储能系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯：⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一293．2．1电池储能系统的结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯293．2．2电池系统的建模⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯303．2．3储