光伏發(fā)電并網(wǎng)與微網(wǎng)運(yùn)行控制仿真研究

【摘要】： 隨著能源與環(huán)境問題的日益凸顯,分布式發(fā)電技術(shù)不斷發(fā)展,光伏發(fā)電無疑是其中極具代表性和發(fā)展前景的一種。然而分布式電源大量接入對(duì)大電網(wǎng)帶來的諸多不利影響又成為制約其發(fā)展的瓶頸,微網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)很好的解決了這一問題。微網(wǎng)作為-個(gè)前沿的研究領(lǐng)域,是各國(guó)目前研究的熱點(diǎn)?？紤]到建立微網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的復(fù)雜性和局限性,目前常采用軟件建立微網(wǎng)動(dòng)態(tài)仿真模型,用以研究分布式電源并網(wǎng)運(yùn)行、微網(wǎng)運(yùn)行控制以及智能電網(wǎng)相關(guān)問題。因此,建立以光伏發(fā)電為代表的分布式電源及微網(wǎng)運(yùn)行控制仿真模型具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本課題以建立微網(wǎng)運(yùn)行控制仿真平臺(tái)為目標(biāo),在Matlab/Simulink仿真環(huán)境中建立了光伏電池以及PQ、V/f、Droop三種典型微網(wǎng)運(yùn)行控制策略的仿真模型。在分析原理的基礎(chǔ)上給出了模型結(jié)構(gòu)和參數(shù)設(shè)計(jì)方法,通過算例驗(yàn)證了模型的有效性和正確性。仿真分析表明所建立的模型可以用于分布式電源并網(wǎng)和接入微網(wǎng)運(yùn)行控制問題的仿真研究,具有一定的通用性和拓展性。 首先,依據(jù)光伏電池原理建立了通用的光伏電池工程仿真模型,并采用擾動(dòng)觀察法通過控制Boost電路占空比實(shí)現(xiàn)光伏電池的最大功率跟蹤控制。仿真表明模型對(duì)外界環(huán)境變化具有較好的適應(yīng)性和良好的動(dòng)態(tài)性能。 其次,研究實(shí)現(xiàn)了光伏發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行控制策略的仿真模型。對(duì)于單相光伏發(fā)電,建立了電網(wǎng)電壓前饋補(bǔ)償?shù)腟PWM電流跟蹤控制模型,仿真驗(yàn)證了模型能夠?qū)崿F(xiàn)單位功率因數(shù)并網(wǎng)。在三相光伏發(fā)電并網(wǎng)的研究中,闡述了PQ控制策略原理并在旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系中建立仿真模型,討論了軟件鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)和電流控制環(huán)設(shè)計(jì)方法。仿真結(jié)果表明PQ控制模型實(shí)現(xiàn)了有功功率和無功功率的解耦控制。 然后,建立了V/f和Droop控制策略的仿真模型。仿真模型可以用于微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池、光伏與儲(chǔ)能裝置結(jié)合等分布式電源的運(yùn)行控制,對(duì)微網(wǎng)特別是孤島運(yùn)行的控制具有重要意義。通過分析兩種控制策略原理,給出了控制結(jié)構(gòu),建立了仿真模型,研究了模型參數(shù)的選擇和設(shè)計(jì)方法。 最后,為驗(yàn)證模型有效性和正確性設(shè)計(jì)了三個(gè)微網(wǎng)運(yùn)行控制仿真算例。通過主從控制算例證明V/f模型能夠在孤島運(yùn)行中跟蹤負(fù)荷波動(dòng)。將Droop模型用于對(duì)等控制算例,仿真表明模型滿足下垂控制原理,能夠?qū)崿F(xiàn)功率共享并保證頻率和電壓的穩(wěn)定。設(shè)計(jì)了一個(gè)綜合運(yùn)用PQ和Droop控制模型的算例,獲得了微網(wǎng)在運(yùn)行模式切換、負(fù)荷變化和電源功率變化時(shí)的運(yùn)行特性。仿真結(jié)果證明了模型的有效性,表明模型為建立微網(wǎng)運(yùn)行控制仿真平臺(tái)提供了有效途徑。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 并網(wǎng)運(yùn)行 微網(wǎng)控制 PQ控制 V/f控制 Droop控制
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TM743
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 課題的背景及意義11-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 微網(wǎng)及其控制算法的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.2 微網(wǎng)運(yùn)行控制仿真的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 本論文的主要工作17-18
• 第2章 光伏電池建模與仿真分析18-29
• 2.1 光伏電池模型18-22
• 2.1.1 光伏電池?cái)?shù)學(xué)模型18-20
• 2.1.2 光伏電池模型20-21
• 2.1.3 仿真分析21-22
• 2.2 最大功率跟蹤控制模型22-28
• 2.2.1 最大功率跟蹤原理22-23
• 2.2.2 最大功率跟蹤算法模型23-26
• 2.2.3 仿真分析26-28
• 2.3 本章小結(jié)28-29
• 第3章 光伏發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行控制仿真研究29-51
• 3.1 單相光伏發(fā)電并網(wǎng)模型29-35
• 3.1.1 單相光伏發(fā)電并網(wǎng)結(jié)構(gòu)29-30
• 3.1.2 單相光伏發(fā)電并網(wǎng)控制模型30-32
• 3.1.3 仿真分析32-35
• 3.2 三相光伏發(fā)電并網(wǎng)模型35-50
• 3.2.1 三相光伏發(fā)電并網(wǎng)主電路模型35-37
• 3.2.2 PQ控制模型37-40
• 3.2.3 軟件鎖相環(huán)設(shè)計(jì)40-41
• 3.2.4 電流控制環(huán)設(shè)計(jì)41-45
• 3.2.5 仿真分析45-50
• 3.3 本章小結(jié)50-51
• 第4章 微網(wǎng)運(yùn)行控制策略建模51-65
• 4.1 微網(wǎng)V/f控制模型51-57
• 4.1.1 V/f控制策略51-53
• 4.1.2 V/f控制模型53-54
• 4.1.3 V/f控制模型參數(shù)設(shè)計(jì)54-57
• 4.2 微網(wǎng)Droop控制模型57-64
• 4.2.1 Droop控制策略57-59
• 4.2.2 Droop控制模型59-61
• 4.2.3 Droop控制模型參數(shù)設(shè)計(jì)61-64
• 4.3 本章小結(jié)64-65
• 第5章 光伏發(fā)電接入微網(wǎng)運(yùn)行控制仿真研究65-80
• 5.1 微網(wǎng)主從控制65-69
• 5.1.1 主從控制65-66
• 5.1.2 仿真分析66-69
• 5.2 微網(wǎng)對(duì)等控制69-74
• 5.2.1 對(duì)等控制69-70
• 5.2.2 仿真分析70-74
• 5.3 微網(wǎng)綜合控制74-79
• 5.3.1 綜合控制74
• 5.3.2 仿真分析74-79
• 5.4 本章小結(jié)79-80
• 結(jié)論80-81
• 致謝81-82
• 參考文獻(xiàn)82-86

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On the Topological Characteristics of Power Grids with Distributed Generation    

Distributed Generation System Development based on Various Renewable Energy Resources    

一種基于dp/dv=0的最大功率跟蹤控制策略    榮延澤;劉士榮;毛軍科;李松峰;

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含有微網(wǎng)的黑啟動(dòng)特性的研究    王鐘輝

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基于成本效益分析的分布式電源規(guī)劃    韓磊

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太陽能光伏模塊電氣特性的數(shù)學(xué)建模與仿真    戴訓(xùn)江;晁勤;

電動(dòng)汽車充電機(jī)(站)接入電力系統(tǒng)的諧波分析    黃梅;黃少芳;姜久春;

基于可再生能源的分布式發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用及前景    白明;許敏;崔新雨;董紅海;

怎樣看待光伏產(chǎn)業(yè)的熱與冷    姚偉;

基于正序基波提取器的無功、諧波和負(fù)序電流檢測(cè)方法    湯賜;羅安;程瑩;代亞培;

三相電壓型PWM整流器及其控制策略的仿真    李大虎;石新春;

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電動(dòng)汽車:時(shí)代的召喚    胡興軍;

含蓄電池儲(chǔ)能的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的建模與仿真    董旭柱;雷金勇;饒宏;黃曉東;劉怡;李鵬;

并聯(lián)型有源電力濾波器諧波檢測(cè)及控制技術(shù)研究    謝斌

微網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行及控制策略研究    崔明勇

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太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    趙為

PWM整流器及其控制策略的研究    張興

變速恒頻風(fēng)力發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)研究    卞松江

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基于不同結(jié)構(gòu)的微網(wǎng)運(yùn)行控制策略研究    牛銘

太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究與應(yīng)用    宋玉萍

含分布式電源的智能配電網(wǎng)中調(diào)壓?jiǎn)栴}研究    陳芳

光伏發(fā)電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)    黃敏君

基于虛擬同步發(fā)電機(jī)的光伏并網(wǎng)發(fā)電控制研究    王思耕

微網(wǎng)及含微網(wǎng)配電系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)電力保障方法研究    付俊波

微網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行研究    李樂

微網(wǎng)接入配電網(wǎng)的保護(hù)控制關(guān)鍵問題研究    蔣偉

雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的建模與運(yùn)行特性研究    王紅燕;任賢;

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太陽能發(fā)電并網(wǎng)的研究    馬迪;

微電網(wǎng)控制策略分析研究    韓培潔;張惠娟;李賀寶;李玲玲;

基于自適應(yīng)逆控制的微電網(wǎng)有功頻率調(diào)節(jié)方法    陳超;李鵬;張雙樂;陶倩;朱珺敏;

微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)控制及其經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法    高文杰;井天軍;楊明皓;沈冬;

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基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法的孤島微電網(wǎng)智能發(fā)電控制    梁海華

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基于多Agent系統(tǒng)的微網(wǎng)協(xié)調(diào)控制方法研究    董瑋

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單相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)研究    季亞鵬

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光伏并網(wǎng)控制方法和系統(tǒng)的研究    汪進(jìn)進(jìn)

具有組合功能的智能化通用正弦逆變電源的研制    劉慧文

再生能源回饋電網(wǎng)系統(tǒng)中逆變器的研究    首?？?/span>

分布式電源接入系統(tǒng)的研究    胡成志

分布式發(fā)電系統(tǒng)孤島效應(yīng)的研究    姚丹

分布式發(fā)電與配電網(wǎng)保護(hù)協(xié)調(diào)性研究    王希舟

單相光伏并網(wǎng)逆變器的研制    張凌

含光伏陣列及燃料電池的微網(wǎng)建模與仿真    陶瓊;吳在軍;程軍照;凡勇;

小微網(wǎng)的大未來    董谷媛;凌瑋;

基于Agent的微網(wǎng)控制系統(tǒng)研究    宋斌;

飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用于微網(wǎng)的仿真研究    黃宇淇;方賓義;孫錦楓;

向國(guó)家級(jí)智能微網(wǎng)研究基地進(jìn)發(fā)    楊晴;嚴(yán)玉廷;

可實(shí)現(xiàn)運(yùn)行模式靈活切換的小型微網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)    楊占剛;王成山;車延博;

光伏LED照明驅(qū)動(dòng)電路普適性控制器的研究    祝青;王曉晨;

包含鈉硫電池儲(chǔ)能的微網(wǎng)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行優(yōu)化    丁明;張穎媛;茆美琴;劉小平;徐寧舟;

基于短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的微網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)主動(dòng)控制策略    陳益哲;張步涵;王江虹;毛彪;方仍存;毛承雄;段善旭;

國(guó)內(nèi)外消息    

微網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)的研究    張昱;廖威;馬早康;

云電科技園智能微網(wǎng)研究    嚴(yán)玉廷;蘇適;

云電科技園智能微網(wǎng)研究    嚴(yán)玉廷;蘇適;

光伏微網(wǎng)控制技術(shù)研究    嚴(yán)玉廷;盧勇;

微網(wǎng)的潮流控制策略淺析    孔憲國(guó);

計(jì)算機(jī)在農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步貢獻(xiàn)仿真中的應(yīng)用    鐘永新;呂永成;馬繼匯;

大型復(fù)雜引水系統(tǒng)一般特性及運(yùn)行調(diào)度仿真模型研究    張超;陳武;

公共危機(jī)偽信息擴(kuò)散模型及仿真研究    趙遠(yuǎn)萍;閆強(qiáng);舒華英;

超低副瓣天線平面時(shí)域近場(chǎng)測(cè)試的仿真模型    陳國(guó)華;薛正輝;李偉明;劉瑞祥;

微網(wǎng)中復(fù)合儲(chǔ)能的互補(bǔ)配置研究    梁惠施;范明天;張祖平;

集聚太陽的能量    本報(bào)記者 郝宏升　通訊員 宋立新

10MWp光伏發(fā)電項(xiàng)目將落戶我地區(qū)    記者 張中源

石市5個(gè)光伏發(fā)電項(xiàng)目通過評(píng)審    記者 喬素華

上海適合光伏發(fā)電嗎    記者 周桂龍

服務(wù)光伏發(fā)電行業(yè)    記者 沈翀　劉加佳

我國(guó)光伏發(fā)電規(guī)?；瘧?yīng)用啟動(dòng)在即    記者 夏祖軍　韓馨儀

發(fā)展新能源光伏發(fā)電將居首位    洛陽中硅副總經(jīng)理 嚴(yán)大洲

我國(guó)光伏發(fā)電成本逼近“火電”    于南

青海巨資補(bǔ)貼光伏發(fā)電引投資狂潮    CNE 記者 段貴恒 趙靜

“金太陽”聚集“光”和“熱”,財(cái)稅優(yōu)惠催生光伏發(fā)電業(yè)    本報(bào)記者 江鈺鈴　通訊員 周辰恩

微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)化與能量管理研究    張穎媛

微網(wǎng)控制及運(yùn)行特性分析    肖朝霞

微網(wǎng)控制及小信號(hào)穩(wěn)定性分析與能量管理策略    蘇玲

微網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究    楊占剛

微網(wǎng)及含分布式發(fā)電的配電網(wǎng)保護(hù)算法研究    韓奕

微網(wǎng)能量?jī)?yōu)化管理若干問題研究    徐立中

微網(wǎng)運(yùn)行和電能質(zhì)量控制研究    彭雙劍

微網(wǎng)能量管理與優(yōu)化設(shè)計(jì)研究    劉夢(mèng)璇

光伏微網(wǎng)的發(fā)電預(yù)測(cè)與能量管理技術(shù)研究    陳昌松

分布式光伏發(fā)電微電網(wǎng)供能系統(tǒng)研究    袁建華

光伏發(fā)電并網(wǎng)與微網(wǎng)運(yùn)行控制仿真研究    楊文杰

風(fēng)光混合微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行控制研究    臧璇

分布式電源的優(yōu)化調(diào)度    楊為

分布式儲(chǔ)能對(duì)微網(wǎng)運(yùn)行特性的作用研究    王中秋

基于可再生能源發(fā)電的微網(wǎng)有功功率/頻率控制策略設(shè)計(jì)    劉帥

基于光伏發(fā)電微源的微網(wǎng)動(dòng)態(tài)特性研究    趙巧云

微網(wǎng)容量?jī)?yōu)化配置與能量?jī)?yōu)化管理研究    石慶均

并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)建模及最大接入容量研究    唐彬偉

基于不同結(jié)構(gòu)的微網(wǎng)運(yùn)行控制策略研究    牛銘

微網(wǎng)雙模式運(yùn)行的控制策略研究    張純