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微电网伴随可再生能源的迅速发展而诞生,新能源技术目前处于高速发展的状态,微电网技术的应用也引起了人们的广泛关注。其中,由光伏发电单元与储能装置相结合构成的光储微电网是目前重要的研究对象,在理论和实际应用上都具有较高的研究价值。在微电网并网运行过程中,并网点电压控制与微电网功率调节问题始终是负荷稳定运行的关键所在。如何协调微电网内部的功率流动从而保证并网点电压稳定是微电网电压控制技术中的难点与关键。围绕光储微电网并网点电压控制的问题,本文展开如下研究。
首先,介绍了光储微电网的系统结构,搭建了光伏发电单元及混合储能单元的仿真模型,对其工作特性进行了研究。由光伏电池作为主要电源,控制模式采用最大功率点跟踪结合功率调节的模式。超级电容与锂电池结合构成混合储能单元作为功率支撑,弥补光伏电池功率输出间歇性、随机性的缺陷。
其次,本文针对微电网并网点电压波动的影响因素进行分析,研究了并网点处功率流动对其电压波动的影响。在对不同线路阻抗参数条件下有功功率及无功功率对并网点电压影响分析的基础上,分析了并网点电压上升与跌落时电压与电流的相量关系。根据并网点处功率流动对并网点电压的影响,提出基于功率协同调节的并网点电压控制策略,通过对电压电流的相量关系分析,得到功率的协同调节方案,并对其进行详细阐述。
结合所提出的功率协同调节策略,本文对功率协同调节中补偿电流的控制方法进行分析,给出补偿电流控制原理和具体的控制结构。在此基础上,根据所提出的功率协同调节策略,实现通过有功电流与无功电流的合理分配进行并网点处的电压控制。并通过在MATLAB/Simulink仿真平台进行仿真分析,验证了本文所提出方法的有效性及可靠性。
最后,针对光储微电网并网点电压控制时微电网内部的功率流动状态进行研究,分析了微电网在电压控制工作过程中,光伏发电单元与储能单元可能处于的不同运行状态。将进行电压控制时的微电网分为四个工作模式,并给出各运行模式间相应的切换判据及各模块的控制策略,实现微电网在不同运行条件下的稳定运行,并通过仿真验证了其可行性。
首先,介绍了光储微电网的系统结构,搭建了光伏发电单元及混合储能单元的仿真模型,对其工作特性进行了研究。由光伏电池作为主要电源,控制模式采用最大功率点跟踪结合功率调节的模式。超级电容与锂电池结合构成混合储能单元作为功率支撑,弥补光伏电池功率输出间歇性、随机性的缺陷。
其次,本文针对微电网并网点电压波动的影响因素进行分析,研究了并网点处功率流动对其电压波动的影响。在对不同线路阻抗参数条件下有功功率及无功功率对并网点电压影响分析的基础上,分析了并网点电压上升与跌落时电压与电流的相量关系。根据并网点处功率流动对并网点电压的影响,提出基于功率协同调节的并网点电压控制策略,通过对电压电流的相量关系分析,得到功率的协同调节方案,并对其进行详细阐述。
结合所提出的功率协同调节策略,本文对功率协同调节中补偿电流的控制方法进行分析,给出补偿电流控制原理和具体的控制结构。在此基础上,根据所提出的功率协同调节策略,实现通过有功电流与无功电流的合理分配进行并网点处的电压控制。并通过在MATLAB/Simulink仿真平台进行仿真分析,验证了本文所提出方法的有效性及可靠性。
最后,针对光储微电网并网点电压控制时微电网内部的功率流动状态进行研究,分析了微电网在电压控制工作过程中,光伏发电单元与储能单元可能处于的不同运行状态。将进行电压控制时的微电网分为四个工作模式,并给出各运行模式间相应的切换判据及各模块的控制策略,实现微电网在不同运行条件下的稳定运行,并通过仿真验证了其可行性。