基于能量路由器的微网控制策略研究

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1、基于能量路由器的微网控制策略研究ControlStrategyResearchofMicrogridBasedonEnergyRouter工程领域：电气工程作者姓名：房悦指导教师：刘迎澍副教授企业导师：李晓林高级工程师天津大学电气自动化与信息工程学院二零一七年十一月摘要为了实现分布式可再生能源的安全、合理利用，微电网一般通过储能装置与风机、光伏等分布式电源（DistributedGeneration，DG）的协调运行来保证实时的功率平衡，以减小DG并网时对主网造成的冲击影响。但现有的微电网运行方式对于储能装置仍具有较高的依赖性，因此，亟需研

2、究更加高效、灵活的微电网控制方法，以适应分布式可再生能源渗透率越来越高的发展趋势。本文针对一种基于能量路由器的新型微电网互联系统架构及其能量管理方法进行了研究与设计，论文主要工作如下：本文首先对传统微电网仅通过单点与主网联系的简单架构进行改进，增加了多个微电网间的能量交互。其核心思想是，根据相邻微电网在供、用电的时间尺度、空间尺度和经济性等方面存在的“互补性”，通过多端口能量路由器实现微电网与主网和相邻微电网之间的互联互通和电能交换。因此，能源盈余或亏损可通过微电网侧的互补能源交换得到补偿，而不受主电网的干扰。提出了应用于新型微电网互联系统

3、架构的三层控制体系，对各层核心控制器、被控对象、独立的控制任务进行了设计。在微电网互联系统架构下定义了微电网第三种运行模式——并行模式。结合微电网在三种运行模式间的切换，提出了能量路由层与微电网层的协调配合的能量管理方案。建立了基于多路双向VSC和共享直流母线的能量路由器模型以及微电网互联系统模型，分析了微电网互联系统的运行模式并设计了的相应控制策略。通过Matlab/Simulink平台进行仿真研究，仿真结果验证了新型微电网互联架构的合理性及控制策略的有效性。关键词：微电网互联系统，能量路由器，并行模式，控制策略IABSTRACTInre

4、spondtoassurethesafeandreasonableuseofdistributedrenewableenergy,microgridsgenerallykeepthereal-timepowerbalancethroughthecoordinatedoperationofenergystoragedevices,wind,photovoltaicpowerandanyotherdistributedenergysources,soastoreducethepowershockeffectwhenthedistributede

5、nergysourcesturnstothegrid-connectedmode.Therefore,itisurgenttostudymoreefficientandflexiblecontrolmethodsofmicrogridstomeettheincreasingdevelopmenttrendofdistributedrenewableenergypenetration.Inthispaper,anovelandflexibleinterconnectingframeworkformicrogridsandcorrespondi

6、ngenergymanagementstrategiesarepresented.Themainworkasfollowings:First,thesimplearchitecturethatthetraditionalmicrogridonlyconnectswiththemainnetworkbyasinglepointhasbeenimprovedonandtheenergyinteractionamongmultiplemicrogridshasbeenincreasedby.Thekeyideaistoestablishinter

7、connectionandenergyexchangebetweenadjacentmicrogridsandthemaingridthroughamultiportelectricalenergyrouter,accordingtothecomplementaritiesofthemicrogridsintimeandspatialscale,andeconomyoftheirenergyproductionandconsumption.Therefore,energysurplusesordeficitscanbecompensated

8、bycomplementaryenergyexchangesonthemicrogridsidewithoutinterferenceofthemainpowergrid.Thr