含风电微电网的运行控制与分析

【摘要】：近年来，由于化石燃料的迅速枯竭，电力需求的增加，和政府对减少温室气体排放采取更严格的强制性政策，可再生能源技术吸引了越来越多的关注。但可再生能源也存在间歇性、波动性等问题，针对这些问题，各国专家提出了“微型电网(微电网)”这一新型理念。但微电网内存在大量电力电子装置，同时部分微电源有功输出易受外部环境影响而波动，这些都会恶化微电网的电能质量水平。并且微电网一般都包含部分配电网，配电网中大量电力负荷都是由直连式感应电动机(IM)负荷组成，而IM负荷即使在正常工作时也会消耗大量无功，从而造成负荷区域电压下降，增加系统线路损耗，尤其是当微电网内母线发生短路故障后，感应电动机重新建立励磁磁场所吸收的无功功率可能会造成系统电压二次跌落，导致保护装置误动。虽然逆变器和储能装置在一定程度上能满足微电网的无功需求，但受容量、控制策略复杂等原因限制，在有大量感性负荷的微电网中略显不足。 本文首先对微电网常用的两种基本控制策略以及三种经典微电源控制方式做了研究与分析。然后基于DIgSILENT电力仿真软件建立了由双馈感应风力发电机、蓄电池储能、柴油发电机和感应电动机等微电源和负荷组成的微电网仿真模型。采用的微电网控制策略为：对风电这类出力受外界环境影响较大的微电源采用PQ控制，使其风能得到充分的利用；对柴油发电机和蓄电池储能则采用下垂控制来调频调压，保障微电网在并网和孤岛两种模式下都能稳定运行。并对所建微电网的并网运行状态、孤岛运行状态以及并网转孤岛和孤岛转并网两种运行切换状态分别进行了仿真分析，验证了所采用的微电网控制策略的有效性。同时针对微电网由于大量感性负荷而导致无功不足的情况，通过加入新型动态无功补偿装置D-STATCOM来补偿无功，仿真分析其在微电网故障时对系统电压控制、无功调节的效果。仿真结果表明配置了D-STATCOM后的含感应电动机负荷微电网在母线发生短路故障时，系统电压跌落幅值更小，并能更快地恢复至正常值，同时系统频率波动的幅度也更小。 【关键词】：微电网 风力发电 控制策略 无功补偿
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM73
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究的背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-15
• 1.2.1 微电网整体研究的发展现状10-14
• 1.2.2 微电网控制策略的研究现状14-15
• 1.3 本文的主要研究内容15-17
• 第二章 微电网的管理与控制17-25
• 2.1 微电网基本控制策略17-19
• 2.1.1 主从控制策略17-18
• 2.1.2 对等控制策略18-19
• 2.2 微电源控制方式19-24
• 2.2.1 下垂控制19-23
• 2.2.2 PQ 控制23-24
• 2.2.3 VF 控制24
• 2.3 本章小结24-25
• 第三章 基于 DIgSILENT 的微电源建模与仿真25-43
• 3.1 风力发电机的建模25-33
• 3.1.1 双馈感应发电机数学模型25-28
• 3.1.2 双馈感应发电机建模28-31
• 3.1.3 双馈感应发电机性能仿真31-33
• 3.2 储能系统的建模33-38
• 3.2.1 蓄电池储能系统数学模型33-35
• 3.2.2 蓄电池储能系统建模35-36
• 3.2.3 蓄电池储能系统性能仿真36-38
• 3.3 柴油发电机的建模38-42
• 3.3.1 柴油发电机数学模型38-39
• 3.3.2 柴油发电机建模39-41
• 3.3.3 柴油发电机性能仿真41-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 含风电微电网运行仿真分析43-53
• 4.1 含风电微电网系统结构43
• 4.2 微电网的运行状态分析43-45
• 4.3 微电网并网运行状态仿真45-47
• 4.4 微电网孤岛运行状态仿真47-48
• 4.5 微电网运行状态切换仿真48-52
• 4.5.1 并网运行转孤岛运行仿真49-50
• 4.5.2 孤岛运行转并网运行仿真50-52
• 4.6 本章小结52-53
• 第五章 配置 D-STATCOM 的微电网暂态仿真分析53-62
• 5.1 配电网静止同步补偿器（D-STATCOM）的建模53-57
• 5.1.1 配电网静止同步补偿器数学模型53-54
• 5.1.2 基于 DIgSILENT 的 D-STATCOM 建模54-56
• 5.1.3 配电网静止同步补偿器性能仿真56-57
• 5.2 配置 D-STATCOM 的微电网暂态仿真分析57-61
• 5.3 本章小结61-62
• 第六章 结论与展望62-64
• 6.1 结论62-63
• 6.2 展望63-64
• 参考文献64-67
• 攻读硕士学位期间发表的论文67-68
• 致谢68

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

微网中分布式电源逆变器的多环反馈控制策略    王成山;肖朝霞;王守相;

多逆变器环境微网环流控制新方法    吕志鹏;罗安;蒋雯倩;徐欣慰;

微电源建模及其在微电网仿真中的应用    王凌;李培强;李欣然;刘志勇;

含多种分布式电源的微电网控制策略    王鹤;李国庆;

微电网的研究现状及在我国的应用前景    郑漳华;艾芊;

分布式发电并网技术的研究    杨心丽;罗锐利;奚培锋;

基于储能的微网并网和孤岛运行模式平滑切换综合控制策略    赵冬梅;张楠;刘燕华;张旭;

国外微电网的研究概况及其在我国的应用前景    楼书氢;李青锋;许化强;刘鲁丹;

微电网系统控制器的研发及实际应用    杨恢宏;余高旺;樊占峰;祝海明;毕大强;

微电网结构特性分析与设计    黄文焘;邰能灵;范春菊;兰森林;唐跃中;钟勇;

智能型光伏微电网及其N+1控制模式研究    李志勇;冯江华;

飞轮储能抑制舰船综合电力系统直流母线电压波动的研究    王瑞田;付立军;纪锋;方明;胡亮灯;

一种基于暂态稳定风险的储能位置与容量优化方法    吴迪;刘世林;文劲宇;

储能系统在电力系统中的应用综述    严干贵;谢国强;李军徽;王健;朱昱;丁玲;

含多分布式电源的微网暂态稳定分析    肖朝霞;方红伟;

基于降阶模型的多电源微电网小干扰分析    王阳;鲁宗相;闵勇;时珊珊;

三相并网/独立双模式逆变器控制策略研究    蒋冀;段善旭;陈仲伟;

分布式发电系统无缝切换控制策略    王晓寰;张纯江;

改善配网电压质量的逆变型微源控制策略研究    冯兴田;马文忠;李昌锋;

储能技术的发展及其在电力系统中的应用    张雪莉;刘其辉;李建宁;李赢;

先进储能技术在环渤海风电发展中的应用前景分析    鄂宝民;黄旭;庞立军;陈昀;支伟;

先进储能技术在天津智能电网建设中的应用前景分析    黄旭;高毅;

飞轮储能技术在电力系统中的应用    李永丽;张惠智;谈震;袁金桥;孙杰;李博通;

电池储能系统在智能电网中的应用    刘怡;陆志刚;雷金勇;李勇琦;

基于概率暂态稳定的储能位置与容量优化方法    吴迪;刘世林;文劲宇;曹毅;

电池储能在电力系统应用和技术经济分析    陆志刚;刘怡;雷金勇;陈满;陈磊;李达;

智能微电网研究综述    肖朝霞;方红伟;张献;

逆变型分布式电源微网的复合式综合保护初探    陆健;牟龙华;

基于光储系统的分布式电源即插即用研究    郭明珠;田世明;王莹;

阻容性逆变器及其并联功率精确分配方法    陈燕东;罗安;王文;金国彬;谢宁;

永磁风力发电机分布式直流并网变流器的研究与实现    张洪阳

微网谐波振及电压暂降的评估与控制    雷之力

微网多目标优化运行及控制策略研究    崔明勇

微网系统的运行优化与能量管理研究    张颖媛

微电源并网同步检测与定功率输出控制技术研究    龚宇雷

分布式发电条件下配电系统保护原理研究    孙景钌

光伏发电高效利用的关键技术研究    肖华锋

基于微电网运行的光伏逆变电源若干关键技术研究    陈卫民

微网及含分布式发电的配电网保护算法研究    韩奕

分布式光伏发电微电网供能系统研究    袁建华

含有微网的黑启动特性的研究    王钟辉

逆变器模块组合化及其同调制问题的研究    林王清

微电网并网与孤岛运行模式切换的研究    王燕廷

微电网综合控制策略的研究    牟晓春

微网中光伏发电系统的电能质量分析与控制    李淅

微电网中并网逆变器控制策略研究    钟诚

基于微电网的电力市场交易及其经济运行    陈鹏

含移动储能单元的微网控制的研究    何宣虎

含移动储能单元的微电网继电保护方案的研究    赵枭枭

三相逆变器并联技术研究    卢彦杰

微网中分布式电源逆变器的多环反馈控制策略    王成山;肖朝霞;王守相;

变速恒频双馈异步风力发电系统低电压穿越技术综述    贺益康;周鹏;

低压微电网中的功率传输特性    陈达威;朱桂萍;

未来电网初探    肖立业;林良真;

电网电压不平衡条件下微网PQ控制策略研究    吕志鹏;罗安;荣飞;郭镥;

虚拟发电厂在大规模风电并网中的应用    张小敏;

逆变型分布式电源控制系统的设计    王志群,朱守真,周双喜

微电网研究综述    鲁宗相;王彩霞;闵勇;周双喜;吕金祥;王云波;

光伏发电并网系统孤岛检测方法的分析与改进    袁玲;郑建勇;张先飞;

基于双PWM换流器的微型燃气轮机系统仿真    王成山;马力;王守相;

微网实验系统研究    杨占刚

微电网的孤岛检测与孤岛划分    牛冲宣

微电网研究发展概况    储灵施;

微型电网关键技术及研究应用概况    徐金雄;张双平;王帅;

风能与光伏混合微电网的建模和仿真    周念成;王强钢;杜跃明;

微电源建模及其在微电网仿真中的应用    王凌;李培强;李欣然;刘志勇;

直流微电网在现代建筑中的应用    施婕;艾芊;

微电源特性分析及其对微电网负荷电压的影响    时珊珊;鲁宗相;闵勇;王阳;

微电网相关问题及技术研究    苏玲;张建华;王利;苗唯时;吴子平;

微电网电能质量检测系统开发    蔡华娟;梁平;

谐波对低压微电网运行的影响    姚勇;朱桂萍;刘秀成;

基于分压器原理的孤岛检测技术在微电网中的应用    李军;黄学良;陈小虎;徐文;谢淼;

智能微电网研究综述    肖朝霞;方红伟;张献;

微电网及其控制技术研究    廉超;宋腾;李鹏;顾志强;江百川;

基于多Agent技术的微电网混合运行控制策略    谷玥;

新能源及可再生能源发电规模化应用的有效途径——微电网技术    张玲;李鹏;王晓辉;石启涛;苗桂喜;

基于动态相量法的逆变型分布式电源微电网建模与仿真    胡伟;查晓明;高明海;刘飞;张扬;

基于注入边界约束的风、光、储微电网系统储能容量选取方法    黎鹏;于建成;迟福建;李盛伟;

微电网的保护方法    苏海滨;穆春阳;王娜;刘江伟;

浅析分布式发电与微电网技术在临沧电网中的应用    王家华;张艳杰;

用户侧光伏微电网发展机遇与挑战    吴小云;顾广娟;

智能微电网接地探讨    覃琳捷;刘璟;

微电网打开新能源应用的金钥匙    CNE记者 栗清振

我国首个100千瓦级风光储微电网实验平台投入运行    通讯员 何国庆　记者 张逸飞

杜宏：尽快完善微电网产业技术标准    本报记者 栗清振

中国微电网的价值机遇    周勤 埃森哲技术研究院智能电网部主任 王靖 埃森哲资源事业部董事总经理 童华 埃森哲亚太区公用事业研究部经理

国内首个一体化微电网示范工程通过验收    记者 姚海棠 通讯员 郭军坡

兴业太阳能建成首个海岛智能微电网    本报记者 张宇

智能微电网落户东澳岛    刘权锋、特约记者刘谦

渐行渐近的微电网    MEB记者 谭思敏

山东公司首个微电网项目落户长岛    段德咏　任杰

我省首家小型光伏储能微电网路灯照亮却藏村    记者 贾明

微电网潮流分析与柔性控制技术研究    段玉兵

基于多代理理论的微电网分布式优化控制方法研究    喻磊

多电压源型微源组网的微电网运行控制与能量管理策略研究    鲍薇

微电网分层控制与优化运行研究    金鹏

微电网多参数特性分析及其测控方法研究    朱艳萍

基于微电网运行的光伏逆变电源若干关键技术研究    陈卫民

基于微分同调的微电网降价等效建模理论与方法    张扬

微电网电能质量主动控制策略研究    李彦林

微电网复合储能柔性控制技术与容量优化配置    谭兴国

含多种分布式电源的微电网运行控制研究    王鹤

微电网的建模、仿真及运行特性分析    李旭光

微电网并网与孤岛运行模式切换的研究    王燕廷

微电网综合控制策略的研究    牟晓春

新能源技术与微电网能量管理算法研究    刘海龙

基于微电网技术的多保障供电系统    张桂盛

含多个光伏电源的微电网规划    熊伟

微电网分散控制与保护模式研究    李芃

基于角色自律分散系统的微电网确信性技术研究    马天虎

微电网运行特性及其控制研究    舒海莲

微电网多层次综合保护方法研究    梁婷婷