基于光伏-储能的并网型直流微网稳定性分析

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1、硕士学位论文基于光伏-储能的并网型直流微网及其稳定性研究稳定性分析及其稳定性研究作者姓名肖百惠学科专业高电压与绝缘技术指导教师韩永霞副教授所在学院电力学院论文提交日期2018.04StabilityAnalysisofGrid-connectedDCMicro-gridBasedonPhotovoltaicGenerationandEnergyStorageADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：XiaoBaihuiSupervis

2、or：AssociateProf.HanYongxiaSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TM464学校代号：10561学号：201520111300华南理工大学硕士学位论文基于光伏-储能的并网型直流微网稳定性分析作者姓名：肖百惠指导教师姓名、职称：韩永霞副教授申请学位级别：全日制学术型硕士学位学科专业名称：高电压与绝缘技术研究方向：直流微网稳定性分析论文提交日期：2018年4月20日论文答辩日期：2018年6月1日学位授予单位：

3、华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：傅闯教授级高工委员：戴栋教授，汪娟娟教授，韩永霞副教授，刘刚高级工程师摘要直流微网因便于分布式能源接入等优点逐渐成为国内外研究热点，且因直流微网内包含多个变换器和多个功率源而形成了一个非线性动力学系统，可能存在随系统参数变化而产生的电压崩溃、低频震荡等失稳现象。目前关于直流微网稳定性的研究主要针对单个变换器或者内部模块。本文以包含光伏-储能的并网型直流微网系统作为研究对象，理论分析和仿真研究负载突变、光伏电池出力变化情况下系统的稳定性问题，并

4、对直流微网失稳现象的理论分析方法进行改进和优化。论文首先基于Matlab/Simulink平台搭建了以光伏发电系统、储能系统和本地负载构架的直流微网仿真模型，并通过电压源换流器（VoltageSourceConverter,VSC）实现了并网运行。针对各源和各变换器的运行特点，通过仿真与实测波形对比等方式验证了仿真模型的正确性和可行性。仿真分析了负载突变、光伏电池出力变化时系统失稳的典型现象，分别深入研究了两种情况下直流微网的失稳机理，解析求取了两种情况特定参数下基于直流负载的稳定边界，并通过仿

5、真验证了理论分析的正确性。最后，对直流微网稳定性的理论分析方法进行了改进和优化，将以往VSC直流侧负载等效为电阻的方法改进为考虑实际多源多变换器系统结构的方法，理论分析了系统的失稳判据和稳定运行条件。并在交流电源电压、VSC滤波电感消耗电阻和直流侧负载参数平面下，通过仿真分析和理论分析分别获得了系统的稳定边界，验证了改进和优化后理论分析方法的正确性。论文的研究方法可分析类似直流微网系统不同参数平面下的稳定边界，实现在初步设计时就将系统参数选定在稳定域内，避免出现失稳现象，为类似系统的参数设计提供

6、一定的基础理论参考。关键词：直流微网；稳定性分析；失稳机理；稳定边界I第1章绪论AbstractDCmicrogridhasbecomedomesticandforeignresearchhotspotbecauseofitsadvantagessuchasitseasinessfordistributedpowers’access.BecauseDCmicrogridcontainsmultipleconvertersandmultiplepowersources,itgeneratesnon

7、lineardynamicsystem,whichmaycausesomeunstablephenomenonofvoltagecollapseorlow-frequencyoscillationasthechangesofsystemparameters.ThecurrentresearchonthestabilityofDCmicrogridsismainlyfocusedonsingleconverterorinternalmodules.Inthispaper,theresearchob

8、jectisfocusedongrid-connectedDCmicrogridsystemincludingphotovoltaic-energystorage.Bytheoreticalandsimulationresearchmethod,thispapermainlyanalysisthesystemstabilityphenomenonunderthesuddenchangesofloadorthechangesofphotovoltaiccell’soutputpower.Itals