交直流混合微电网中若干关键技术研究

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1、学校代号10532学号B11090026分类号TM76密级公开博士学位论文交直流混合微电网中若干关键技术研究学位申请人姓名肖华根培养单位电气与信息工程学院导师姓名及职称罗安教授学科专业电气工程研究方向高电能质量输配电技术论文提交日期2015年4月25日学校代号：10532学号：B11090026密级：公开湖南大学博士学位论文交直流混合微电网中若干关键技术研究学位申请人姓名：肖华根导师姓名及职称：罗安教授培养单位：电气与信息工程学院专业名称：电气工程论文提交日期：2015年4月25日论文答辩日期：201567年月日张波教授答辩委员会主席：St

2、udyonSeveralKeyTechnologiesofHybridAC/DCMicrogridbyXIAOHuagenB.E.(ChangshaUniversityofScience＆Technology)2005M.S.(ChangshaUniversityofScience＆Technology)2011AdissertationsubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofDoctorofEngineeringinElectricalEngineering

3、intheGraduateschoolofHunanUniversitySupervisorProfessorLUOAnApr.2015湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名期；＞曰１＾年＾月永学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有

4、关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．。保密□，在年解密后适用本授权书＿２．不保密＆＂＂（请在｛＾上相应方框内打Ｖ）作者签名曰期：年＾月ｙ曰导师签名曰期；处年／月《曰交直流混合微电网中若干关键技术研究摘要电能是国民经济发展与人民生活的基础，如何合理开发和利用可再生“绿色”电能已成为世界

5、各国共同关注的问题。由微型电源和本地负荷共同组成的微电网可实现可再生分布式电能就地消纳，已成为分布式发电供能系统集成技术的核心。特别是，交直流混合微电网同时具有交流微电网和直流微电网的优点，必将成为未来开发和利用分布式可再生电能的主要电网结构。针对交直流混合微电网中的关键理论和技术，本文以国家自然科学基金重点项目和湖南省研究生科研创新项目为依托，深入研究了混合微电网中可再生微电源和储能设备容量的优化配置、双向功率变流器的高效运行与控制技术、并联变流器的环流抑制技术和混合微电网的电能质量治理技术，研究重点和取得的成果主要体现在以下几个方面：（

6、1）提出了基于最优期望输出功率特性的可再生微电源容量和储能设备容量优化配置方法。针对混合微电网中可再生微电源输出功率随机波动和间歇性导致的微电网供电总功率不稳定问题，分析了光伏发电和风力发电等可再生微电源与储能设备的输出功率特性；详细阐述了可再生微电源的输出功率特性、可再生微电源与负荷及储能设备的总输出功率特性的最优期望值求解方法，提出了基于最优期望输出功率特性的可再生微电源容量和储能设备容量优化配置方法，提高了可再生微电源与混合微电网输出功率特性的稳定性。（2）讨论了混合微电网在联网和孤岛两种运行模式下双向功率变流器的控制任务和运行特点。

7、针对混合微电网联网工作模式提出了基于Clarke变换的直接功率控制策略，使双向功率变流器控制系统省去了锁相环，避免了锁相环精度和延时对双向功率变流器输出电流波形和功率控制精度的影响；提出了基于功率前馈的直流母线电压控制方法，有效改善了直流母线电压的波动幅值。（3）针对混合微电网孤岛工作模式提出了基于改进虚拟阻抗的双向功率变流器自动均流控制方法。分析了多台并联运行双向功率变流器之间功率均分误差的产生机理，揭示了虚拟阻抗分别与电流均分误差和变流器输出有功功率的关系，提出基于负载电流均分误差的虚拟阻抗技术，实现了双向功率变流器之间的精确电流均分，

8、同时保证了双向功率变流器的运行独立性和功率输出能力。（4）提出了基于补偿零序电压差的零序环流无差拍控制方法。为抑制混合微电网中共直流母线并联变流器的零序环流，分析了共直流母线并联