微網系統(tǒng)中分布式電源的建模與仿真.pdf

1、伴隨著能源問題的出現和人們對電能質量與安全可靠性的要求越來越高，傳統(tǒng)大型集中式電網的弊端已日益顯露。與此相比，微網系統(tǒng)則具有明顯的環(huán)境效益和社會效益，近年來已成為國內外的研究熱點。而研究微網則必須要從研究其核心組成部分--分布式電源開始。本文就此著重對燃料電池發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)和風力發(fā)電系統(tǒng)這三種常應用于微網系統(tǒng)中的分布式電源的數學模型和并網控制策略進行了深入研究，其具體內容如下：
　　1)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)：以固體氧化物燃料電

2、池(SOFC)為研究對象，基于能量平衡、物質平衡和電壓輸出方程三個方面，建立了SOFC的動態(tài)數學模型，充分考慮了SOFC發(fā)電過程中溫度變化、物質分壓強變化以及各極化損失電壓。并在PSCAD/EMTDC軟件環(huán)境下，搭建了SOFC詳細的仿真模型，通過仿真分析驗證了此模型的精確性。最后通過對負載電流和燃料流量突變的模擬，仿真分析了SOFC的各電輸出響應變化的特點，有效的反應了SOFC的動態(tài)性能。
　　2)光伏發(fā)電系統(tǒng)：基于光伏發(fā)電的原理

3、，建立了光伏陣列的外特性等效數學模型。詳細說明了光伏發(fā)電需要進行最大功率點跟蹤(MPPT)的必要性，并且重點闡述了兩種MPPT算法：牛頓拉弗遜法和電導增量法。針對三相光伏發(fā)電系直接并網時的要求，采用了一種MPPT與單位功率因素相結合的并網控制策略，同時保證了并網過程中光伏陣列的最大功率輸出和網側逆變器的單位功率因素輸出。最后在PSCAD/EMTDC軟件中建立了相應的光伏并網發(fā)電算例系統(tǒng)模型，通過仿真驗證了木文所提出相關模型和控制策略的有

4、效性。
　　3)風力發(fā)電系統(tǒng)：基于風力發(fā)電的基本原理和電機學的基木知識，分別建立了風速、風力機、軸系傳動系統(tǒng)以及同步旋轉坐標系下永磁同步電機(PMSG)和雙饋異步電機(DFIG)的數學模型。具體描述了風力發(fā)電過程中最大風能捕獲的基本原理，并且提出了相應的漿距角控制策略。分別對PMSG和DFIG風力發(fā)電系統(tǒng)并網過程中的控制原理進行了詳細分析，在此基礎之上，完成了其相應的網側逆變器和機側變流器的控制策略建模。最后在PSCAD/EMTD