【摘 要】
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受气候环境及自身条件（波动性、随机性及不确定性等）等因素的限制,风电和光伏等可再生能源出力具有很大的不确定性。受大电网接纳能力的限制,可再生能源大规模并网过程中的随机性和波动性等特点影响大电网的运行稳定和潮流分布,进而影响可再生能源的大规模消纳能力。“弃风”和“并网难”等问题依旧是限制可再生能源大规模消纳的关键问题。为有效抑制可再生能源并网过程中存在的波动性问题,国内外专家提出了风/光储微电网系统
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受气候环境及自身条件（波动性、随机性及不确定性等）等因素的限制,风电和光伏等可再生能源出力具有很大的不确定性。受大电网接纳能力的限制,可再生能源大规模并网过程中的随机性和波动性等特点影响大电网的运行稳定和潮流分布,进而影响可再生能源的大规模消纳能力。“弃风”和“并网难”等问题依旧是限制可再生能源大规模消纳的关键问题。为有效抑制可再生能源并网过程中存在的波动性问题,国内外专家提出了风/光储微电网系统,储能单元能够快速实现微电网系统中电能的时空平移,平滑风/光储微电网系统的并网功率波动;同时,在风/光储微电网系统孤网运行情况下,储能系统能够作为一个电压源维持系统的有功和无功功率平衡,实现微电网系统孤网运行情况下的电压和频率稳定。随着新能源电动汽车的大规模普及和应用,新能源电动汽车在充电过程中可等效为不确定的负载接入微电网系统,电动汽车充放电时间的不确定性导致其接入微电网系统的时间也具有不确定性。若大量的新能源电动汽车随机接入微电网系统会严重影响微电网的安全可靠运行;同时,电动汽车作为一种辅助的分布式储能手段接入微电网时,如何在保证电动汽车自身性能的基础上参与微电网系统电压和频率的动态快速调节,对于维持含电动汽车分布式储能的微电网系统安全稳定运行意义重大。因此,构建含电动汽车分布式储能的微电网系统协调运行策略对于完善微电网系统的结构和提升微电网系统的广泛适应性具有重要的研究价值。本文以改进下垂控制和电动汽车充放电策略为基础,开展含电动汽车分布式储能的微电网协调控制策略研究。本文开展的相关工作如下:（1）概述和总结含电动汽车分布式储能的微电网结构分类和含电动汽车分布式储能的微电网控制研究现状;概述微电网系统整体控制策略的特性,并对微电网系统中微源DC/AC变流器不同控制策略的原理和控制过程进行详细分析;（2）构建含电动汽车分布式储能的典型微电网孤网系统数学模型:其中,可再生能源采用光伏发电系统,储能单元采用改进下垂控制策略。改进下垂控制策略是在传统下垂控制策略的基础上加入电压和频率二次调节模糊控制环节实现对变流器的电压和频率二次快速调节。基于仿真软件搭建改进下垂控制策略的单变流器仿真模型和基于硬件平台搭建试验测试平台,并通过仿真和试验对比改进下垂控制策略前后变流器输出曲线验证本节提出的改进下垂控制策略的有效性;（3）构建含电动汽车分布式储能的微电网系统中电动汽车DC/AC变流器控制策略,提出电动汽车DC/AC三层控制策略:底层采用传统PQ控制、中间层采用虚拟惯量和一次调频策略、上层基于电动汽车荷电状态充放电功率优化控制策略;在改进下垂控制策略的基础上构建含电动汽车分布式储能的微电网孤网整体协调控制策略,并通过微电网孤网系统投切负载和可再生能源出力发生变化两种工况下的仿真曲线验证本文提出的含电动汽车分布式储能的微电网孤网协调控制策略有效性。
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