基于微电网的高铁AT所供电系统设计与仿真分析

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dawnsun
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近年来,电气化铁路的快速发展使其成为我国一个重要的电力用户,而高铁AT所广泛分布于铁路沿线,所内负荷安全稳定工作是高铁运行的保障,为解决高铁AT所存在的供电问题,将分布式电源以微电网形式为AT所供电具有独特优势和重要意义。因此,本文根据高铁AT所现有供电方式,提出利用风光储微电网对高铁AT所用电设备供电的构想。主要开展以下几方面研究,包括高铁AT所微电网基本结构,微电网容量优化配置,微电网控制策略等。具体内容如下:(1)分析高铁AT所地理位置特点及现有供电方式存在的问题,结合分布式电源与微电网技术背景,提出AT所风光储交直流混合微电网有、无接触网备用电源的两种典型供电方案的设计构想,分别对两种方案进行优缺点分析,采取一种更符合实际需求的供电方案。(2)根据所设计的高铁AT所微电网结构,考虑其投资成本,以包含环保折算费用等的最小净现值成本为目标函数,根据分布式电源及储能系统的数学模型,并考虑相关约束条件及评价指标,建立容量优化模型,以对所设计的微电网各发电单元进行最佳容量配置。(3)以实际调研的某高铁AT所为研究目标,根据实际调研的真实用电负荷数据,利用HOMER Pro软件对其进行容量优化配置,将得到的5种不同的配置进行对比,结果表明:与原有供电方式相比,在对高铁AT所增设适宜容量的风光储微电网发电后,不仅能解决原有供电隐患,提高供电可靠性,同时在经济效益与环境保护方面也大有裨益,符合可持续发展方针。(4)为进一步保证所配置的发电单元容量可满足用电负荷所需,分别对风电、光伏采用最大功率跟踪控制,蓄电池采用自抗扰控制,逆变器采用虚拟同步发电机控制等相应的控制策略,根据分析研究各控制策略原理,在Matlab/Simulink软件中搭建仿真模型,将优化后的容量配置结果作为仿真参数,对所设计微电网的正确性及其容量配置结果的适用性进行验证。
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