微電網(wǎng)建模及其負荷優(yōu)化分配方案研究.pdf

1、過去的50年里，人類所使用的一次能源主要為石油、天燃氣和煤炭等化石能源。從長遠來看，以化石能源為主的經(jīng)濟已不能滿足可持續(xù)發(fā)展的需求，人們必須盡快地進行能源消費結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，盡可能地發(fā)展水電、太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等各種可再生能源。微電網(wǎng)將分布式電源、儲能裝置、控制系統(tǒng)和電力負荷集成一體，是未來分布式電源的主要運行模式。微電網(wǎng)系統(tǒng)的建模與仿真技術(shù)是微電網(wǎng)研究的起點，可為進一步深層次的理論探討提供研究平臺和驗證手段。
　　本文針對不同微

2、電源的數(shù)學(xué)模型搭建了各自的仿真模塊，參照各微電源實際相關(guān)數(shù)據(jù)進行仿真分析，同時考慮各自微電源的燃料成本，維護成本及排放成本，采用粒子群算法和遺傳算法優(yōu)化分配各微電源的有功出力，達到微網(wǎng)運行成本最低的目標(biāo)。主要的研究內(nèi)容如下:
　　(1)利用Matlab搭建Savonius風(fēng)力機仿真模型，進而利用永磁同步發(fā)電機搭建風(fēng)力發(fā)電機模型，得到了在風(fēng)速和空氣密度變化下的輸出線電壓曲線，驗證了風(fēng)力發(fā)電機的輸出電壓主要受風(fēng)速及風(fēng)輪狀態(tài)參數(shù)葉尖速比

3、的影響;
　　(2)導(dǎo)出光伏電池的工程用數(shù)學(xué)模型，在Matlab下進行建模仿真。分析了光伏電池在不同條件下（光照強度和電池溫度）I-U、P-U特性曲線，對光伏發(fā)電系統(tǒng)中的DC-DC升壓變換器和PWM控制模塊進行了分析設(shè)計，利用S-Function模塊對電導(dǎo)增量法、擾動觀察法和改進型擾動觀察法進行了編程實現(xiàn)。給出了光伏電池發(fā)電系統(tǒng)的離網(wǎng)仿真模型和單相并網(wǎng)仿真模型，對之前的各MPPT算法進行仿真分析，驗證了并網(wǎng)時大電網(wǎng)對光伏陣列輸出電

4、壓起到了一定的穩(wěn)定作用，保證了其電能質(zhì)量，同時也驗證了基于電導(dǎo)增量原理的MPPT算法能夠很好地跟蹤光伏陣列的最大輸出功率;
　　(3)對蓄電池的基本概念和基本特性以及鉛酸電池的充電控制方法及常用的等效模型進行了概述，最后搭建了光伏儲能系統(tǒng)的仿真模型;
　　(4)以微電網(wǎng)總運行成本最小為求解目標(biāo)，考慮到風(fēng)力發(fā)電機、光伏陣列有功出力受自然條件影響較大，通常工作在最大功率點，兩者的發(fā)電成本低，幾乎無溫室氣體排放，因此優(yōu)先安排其有功