微電網(wǎng)建模及其運(yùn)行和控制的仿真.pdf

1、能源是現(xiàn)代社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力，是人類生命存在和繁衍的生命線。傳統(tǒng)化石能源的逐步耗竭，使能源危機(jī)已逐步逼近。中國21世紀(jì)的能源工業(yè)將是能源資源利用與環(huán)境保護(hù)可持續(xù)發(fā)展的改造型新工業(yè)，因此，合理調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，大力開發(fā)可再生能源和其它新能源，走多元化潔凈能源發(fā)展道路，是我國社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。在此背景下分布式電源得到大力開發(fā)，但是分布式電源存在接入成本高、不易控制等缺點(diǎn)，并且，大系統(tǒng)不正常運(yùn)行時(shí)，分布式電源必須馬上退出運(yùn)行，極大地限制

2、了分布式電源的利用效率。微電網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生，微電網(wǎng)是一種新型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是一組由微電源、負(fù)荷、儲(chǔ)能系統(tǒng)和控制裝置構(gòu)成的系統(tǒng)單元。微電網(wǎng)中的電源多為分布式電源，即含有電力電子接口的小型機(jī)組，包括微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池、光伏電池、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組以及超級電容、飛輪及蓄電池等儲(chǔ)能裝置，它們接在用戶側(cè)，具有成本低、電壓低及污染低等特點(diǎn)。開發(fā)和延伸微電網(wǎng)能夠促進(jìn)分布式電源與可再生能源的大規(guī)模接入，實(shí)現(xiàn)對負(fù)荷多種能源形式的高可靠供給，是實(shí)現(xiàn)主動(dòng)式配電網(wǎng)的一

3、種有效的方式，使傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)過渡。本文在微電網(wǎng)的大背景下，分析了微電網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及不同的運(yùn)行與控制策略，然后建立了相應(yīng)的仿真模型進(jìn)行驗(yàn)證。
　　首先，對微電網(wǎng)進(jìn)行了建模。分析了如今最為普遍應(yīng)用的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)，從其基本原理和結(jié)構(gòu)入手進(jìn)行分析，建立了其風(fēng)力機(jī)數(shù)學(xué)模型、風(fēng)速模型，變槳距控制模型和雙饋發(fā)電機(jī)模型，基于上述數(shù)學(xué)模型，在電力系統(tǒng)仿真軟件PACAD中搭建了雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型;隨后分析了光伏電池、微型燃?xì)廨啓C(jī)和

4、燃料電池的工作原理、發(fā)電特性和數(shù)學(xué)模型，并在PSCAD中搭建了仿真模型;又對常見的儲(chǔ)能設(shè)備—超級電容器，建立了數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行了驗(yàn)證分析。
　　然后，基于微電網(wǎng)各個(gè)子系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，對微電源進(jìn)行了控制策略的分析，主要分為以下三種控制方式:恒功率(P/Q)控制、電壓頻率(U/f)控制和下垂(Droop)控制控制;隨后給出了幾種微電網(wǎng)的整體控制策略，根據(jù)本文微電源的特點(diǎn)，選擇了主從控制作為本文的微電網(wǎng)整體控制策略;基于主從控制策略，建