基于改进下垂控制的多源微网并网控制策略研究

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随着新能源发电渗透率的提高,电网中元素日益复杂,逐渐出现大规模储能以及充电桩、电动汽车等电力设备。从经济效益和社会效益看,分布式发电都具备较好的效果,但是与单机接入模式相比,在成本方面相对较高,同时系统控制难度较高,需要进行大范围的技术调整和配置,并且对发电技术产生影响。分析DG控制模式,通过深度研究微网在多个运作模式下的控制方式,发现其存在难以实现无功功率分配的精度等问题,因此,本文选择通过多个电能单元接入模式进行特性分析,对总体架构、协调控制方法及调度策略展开研究,提出改进下垂控制方式以解决存在的不足,最终以期实现电能的并网及稳定运行。本文主要围绕微网系统内的分布式电源、联络线上的功率和同步并网等方面进行研究,主要的研究内容如下:首先,深入分析了光伏发电、风力发电、蓄电池的工作原理并考虑其影响因素,其中光伏发电系统的主要是光照强度和温度,风力发电系统的主要是风速,储能系统的主要是外部环境的变化。并且,画出了等效电路示意图,建立三个独立DG的数学模型。其次,分析了交流、直流、交直流微电网的特征,同时分别分析了常见的恒功率控制、恒压恒频控制和传统下垂控制这三类控制方式,并讨论传统控制方法中存在的问题和不足。针对线路电阻在线路阻抗部分,其影响不可直接忽略,系统的有功、无功功率呈现耦合作用,会影响下垂控制的功能,为保证无功功率分配精度,在并网、离网切换运行时,对应添加虚拟阻抗,提出改进下垂控制的应对措施。最后,可通过风力发电、光伏发电、储电池三个部分进行建模分析,对多源微电网在并网运行模式下的工作状态在MATLAB/Simulink软件中建立微电网仿真模型,开展仿真实验,并通过对比分析验证本文所提出措施的有效性。
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