本帖最后由 samson 于 2015-3-11 09:54 编辑
风光储微电网多电源协调控制策略研究
张佳军
【摘要】：近年来,整合风力发电、光伏发电、燃料电池、微型燃气轮机等分布式电源以及各种类型储能装置的微电网技术备受瞩目。微电网能够在一定程度上克服分布式电源出力随机性和间歇性的缺陷,更加合理有效的利用分布式发电,提高了能源利用率,解决了偏远地区的供电难题。但是微电网作为可再生能源发电的一种新的解决方案,其自身也有众多技术难题有待于解决。微电网多电源协调控制是解决微电网持续稳定运行、减小微电网对配电网的冲击、提高运行经济性,提高能源利用率的重要保障。 本文在研究了永磁直驱风力发电系统、光伏发电系统,蓄电池储能系统各自的数学模型和控制策略,以及风光储微电网运行特性的基础上,提出了一种综合分层控制与能量管理思想的风光储微电网多电源协调控制策略,并基于国内某地区电网风光储微电网项目研究了该协调控制策略的实现方案。 本文主要包括以下内容： (1)对现有的微电源控制方法和微电网控制策略进行概述,分析了风电、光伏发电、储能系统的数学模型和控制策略,在DIgSILENT仿真软件上搭建了国内某地区电网风光储微电网的仿真模型,对该微电网在并网、孤网,并孤网转换过程中的运行特性进行了详细的分析,验证了该微电网采用的PQ-V/f控制模式的可行性和有效性。 (2)分析了现有的微电网协调控制思想,在此基础上提出了一种综合分层控制和能量管理思想的风光储微电网多电源协调控制策略,给出了该协调控制策略的架构和在各种工况下微电源与储能的协调控制策略,对并网和孤网运行模式下微电源与储能的协调控制策略进行了仿真验证。 (3)研究了该协调控制策略的实现架构和具体实现方法,包括数据采集与存储的方式,微电网中央控制器的硬件和软件实现,以及能量管理主站的实现方法,并对该微电网的运行结果做了简要分析。 本文依托国内某地区电网风光储微电网进行研究,探索了一种切实可行的微电网多电源协调控制策略及其实现方法,对实际微电网工程的建设和应用具有一定借鉴作用。
【关键词】：风电 光伏发电 储能系统 微电网 多电源 协调控制
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM61;TM76
【目录】： - 摘要5-6
- Abstract6-10
- 第1章 绪论10-16
- 1.1 课题的背景与意义10
- 1.2 分布式发电概述10-11
- 1.3 微电网概述及研究现状11-13
- 1.4 课题所依托的项目概述13-14
- 1.5 本文的主要工作14-16
- 第2章 风光储微电网建模及运行特性分析16-33
- 2.1 微电源与微电网的控制16-18
- 2.1.1 微电源的控制方法16-17
- 2.1.2 微电网的控制策略17-18
- 2.2 永磁直驱风力发电系统18-22
- 2.2.1 永磁直驱风力发电系统的数学模型19-21
- 2.2.2 永磁直驱风机变流器的控制策略21-22
- 2.3 光伏发电系统22-25
- 2.3.1 光伏发电系统的数学模型22-24
- 2.3.2 光伏逆变器的控制策略24-25
- 2.4 蓄电池储能系统25-27
- 2.4.1 蓄电池储能系统的数学模型25
- 2.4.2 蓄电池储能逆变器的控制策略25-27
- 2.5 风光储微电网运行特性分析27-32
- 2.5.1 并网运行特性分析28
- 2.5.2 孤网运行特性分析28-29
- 2.5.3 运行模式转换时的运行特性分析29-32
- 2.6 本章小结32-33
- 第3章 微电网多电源协调控制策略33-56
- 3.1 微电网协调控制概述33-34
- 3.1.1 基于分层控制与能量管理的协调控制33-34
- 3.1.2 基于多代理技术的协调控制34
- 3.2 基于分层控制与能量管理的多电源协调控制策略34-40
- 3.2.1 协调控制策略的架构34-36
- 3.2.2 基于多时间尺度的能量优化管理策略36-37
- 3.2.3 微电源与储能的实时调度37-40
- 3.3 并网时微电源与储能的实时调度策略40-44
- 3.4 孤网时微电源与储能的实时调度策略44-46
- 3.5 并孤网转换时微电源与储能的实时调度策略46-48
- 3.5.1 并网转孤网47-48
- 3.5.2 孤网转并网48
- 3.6 系统紧急状态处理程序48-51
- 3.6.1 并网紧急状态49-50
- 3.6.2 孤网紧急状态50-51
- 3.7 多电源协调控制策略的仿真验证51-55
- 3.7.1 并网运行51-54
- 3.7.2 孤网运行54-55
- 3.8 本章小结55-56
- 第4章 微电网多电源协调控制策略的实现56-68
- 4.1 协调控制策略的实现架构56-57
- 4.2 微电网中央控制器57-62
- 4.2.1 WEB-600控制器58
- 4.2.2 Niagara AX框架平台58-61
- 4.2.3 功能实现61-62
- 4.3 微电网能量管理主站62-65
- 4.3.1 微电网运行监控子系统63-64
- 4.3.2 微电网能量管理子系统64-65
- 4.4 运行结果与分析65-67
- 4.5 本章小结67-68
- 第5章 结论与展望68-70
- 参考文献70-74
- 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果74-75
- 致谢75
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