多源微电网的协调控制研究

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多种分布式电源构成的微电网具有电源多元化、控制多样化以及负荷多变化的特点,因此对微电网协调控制策略的研究具有重大意义。为实现微电网中多种分布式电源所发功率的合理分配以及绿色能源的最大利用,本文以含有多种分布式电源的微电网为研究对象,根据各分布式电源发电特性,设计了基于下垂控制和一致性原理的分层协调控制策略,并搭建了多源微电网仿真模型,验证了所提控制策略的有效性。为分析研究含有多种分布式电源的微电网,选取光伏发电系统、波浪能发电系统、蓄电池系统和微型燃气轮机作为具有不同发电特性的分布式电源。根据这些分布式电源发电原理,搭建了相应的仿真模型并进行了特性分析;通过分析这些分布式电源的发电特性,针对不同分布式电源运用了不同的控制方式方法,使其均能输出理想的直流电压,并进行了仿真验证。根据多源微电网的构成和分布式电源的输出特性,采用了分层协调控制思想对其进行控制。对分层协调控制的第一层控制进行了优化。由于分布式电源均输出直流电,需经过逆变器转换为理想的交流电供给用户,因此对逆变器控制原理进行分析研究。基于下垂控制思想优化了微电网逆变器控制方案,同时设计了相位同步、电压幅值调节模块,提高了微电网电能质量,使得微电网在负荷突变及并离网时仍能保持输出频率和电压幅值的稳定,并实现了微电网并离网模式的平滑快速切换。以单个分布式电源为例搭建仿真模型,分别在独立运行模式以及并离网切换模式下对上述优化和设计进行了仿真验证。将一致性原理应用于分层协调控制的第二层控制中,将动态预测技术应用于第三层控制中。为实现孤岛模式下多源微电网内分布式电源功率的合理分配,首先分析了离散一致性原理;然后根据所研究的各种分布式电源发电特性,对含有这些分布式电源的微电网进行了功率一致性控制设计;最后对光伏发电系统和波浪能发电系统的功率输出做了预测设计。通过分析多源微电网的构成和实际运行情况,设计了多源微电网分层协调控制策略。搭建了以光伏发电系统、波浪能发电系统、蓄电池系统和微型燃气轮机发电系统为分布式电源的多源微电网仿真模型,并运用所设计的分层协调控制策略对其进行控制。验证了多源微电网分层协调控制策略的有效性,实现了多源微电网高效稳定的运行。
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