微电网平滑切换控制方法及仿真研究

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1、沈阳工业大学硕士学位论文微电网平滑切换控制方法及仿真研究TheControlMethodandSimulationResearchofMicro-GridSmoothSwitching作者：肖泽亮单位：电气工程学院指导教师：邢作霞副教授单位：沈阳工业大学协助指导教师：刘劲松副主任单位：辽宁电力科学院单位：论文答辩日期：2015年3月2日学位授予单位：沈阳工业大学摘要为了缓解我国能源紧缺的问题，必须逐渐减少对化石能源的依赖，大力发展太阳能、风能、潮汐能等可再生能源，提高可再生能源在我国能源消费组成中所占的比重。因为微电网的运行方

2、式是非常灵活的，它可以与电网并网运行，对电网进行可靠的支撑；也可以与电网断开实行孤岛运行，以保证内部重要负荷的供电稳定性，所以微电网在我国得到较快的发展。但是微电网两种运行方式的平滑切换对微电网安全稳定的运行影响很大，所以微电网平滑控制是微电网控制技术的主要组成部分。本文以包括双馈风力发电系统、储能蓄电池系统、低谷电蓄热设备、光伏电池发电系统的微电网为研究对象，对微电网在两种运行方式中的平滑切换控制策略进行深入地研究。首先，建立了双馈风力发电系统中风速、变流器、风力机、双馈感应发电机的数学模型，光伏电池发电系统、储能蓄电池系统

3、的数学模型，以及低谷电蓄热设备的简单等效模型。其次，采用了过/欠压、高/低频检测和电流注入式的孤岛检测方法和并网运行方式下的峰谷运行方式和非峰谷运行方式，针对现有微电网控制策略的不足，设计了一种包括功率控制器、电压调节器、电流调节器和同步控制器的储能控制器，并给出了每个控制器的数学模型，并且阐述了微电网在两种运行方式的彼此切换过程当中储能控制器的总体控制策略。再次，在Matlab/Simulink平台上搭建了主要由蓄电池、双馈风力发电机、光伏电池和低谷电蓄热设备组成的微电网系统仿真模型，仿真结果说明该储能控制器能够使并网逆变器

4、可以维持微电网在两种运行方式的彼此切换过程当中电压和频率的稳定，保证微电网供电的可靠性和提供符合国家电能质量标准的电能，证明了包括功率环、滤波电感电流环以及滤波电容电压环和同步控制相结合的微电网运行方式控制策略的有效性。最后，在沈阳昊诚电气有限公司“分布式能效工厂”项目中验证。工程试验结果表明，包含滤波电感电流控制、功率控制、滤波电容电压控制和同步控制相结合的微电网运行方式控制策略的安全性与经济性。关键词：微电网，电蓄热设备，控制策略，仿真和实验验证，监控系统IAbstractInordertoalleviatethetrou

5、bleofenergyshortageinChina,wemustgraduallyreducedependenceonfossilenergyandvigorouslydevelopsolarenergy,windenergy,tidalenergyandotherrenewableenergytoincreaserenewableenergyconsumptionproportioninourcountryenergyconsumptioncomposition.Duetotheoperationmodeofmicrogr

6、idisveryflexible,micro-gridcanimplementwiththegridconnectedoperationandsupplyreliablesupportforpowergrid.Micro-gridcanalsodisconnectfrompowergridtoimplementislandedoperation,ensuringthestabilityofthepowersupplyofinternalimportantload,somicro-gridgetfasterdevelopment

7、inChina.Butthesmoothswitchingoftwomicrogridoperatingmodehaveagreatinfluenceonsecurityandstabilityoperationofmicro-grid,sothemicrogridsmoothingcontrolisthemainpartofmicrogridcontroltechnology.Thispaperbasedondoubly-fedwindpowersystem,energystoragesystem,lowelectricst

8、orageheatequipment,photovoltaicpowergenerationsystemofmicro-gridastheresearchobjectandthispaperdeeplystudymicro-gridsmoothswitchingcontrol