微網的控制策略研究.pdf

1、當今世界,化石燃料儲量的枯竭對全球不斷增長的能源需求構成嚴重挑戰(zhàn)。因此,利用可再生能源以滿足現(xiàn)代社會的電能需求已經變得越來越重要。雖然大規(guī)?？稍偕茉吹睦脮o電力系統(tǒng)帶來很多未知的問題,但是微網概念的提出給可再生能源的利用提供一種新的途徑。微網系統(tǒng)可運行于并網和孤島兩種模式,在不同運行模式下,微網系統(tǒng)中的可再生能源需要不同的調控措施,以保證整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。因此本文對微網不同運行模式下,可再生能源不同的調控措施進行了研究,以期將

2、可再生能源的間歇性對電力系統(tǒng)的影響降到最小。
　　首先本文對常見的可再生能源電站進行了建模,其中包括水電站、風電場和光伏電站。對于水電站重點研究了水電站參數(shù)對于系統(tǒng)一次調頻性能的影響,以便合理的選取水電站的主要參數(shù);對于光伏電站建立了光伏陣列的模型,研究了光伏電池在不同環(huán)境下的輸出特性曲線;對于風電場分析了雙饋式風力發(fā)電系統(tǒng)中各模塊的數(shù)學模型,研究了不同風速下雙饋式風力發(fā)電機的運行曲線,為后續(xù)風電場調控策略的建立奠定了理論基礎。<

3、br>　　其次建立了包含有上述可再生能源電站以及蓄電池儲能系統(tǒng)和無功補償系統(tǒng)(D-STATCOM)的微網,應用基于頻率約束的方法,確定本文所建立微網中最大接入間歇性能源的容量;提出了微網孤立運行模式下的協(xié)同控制策略,該策略采用雙層協(xié)同控制結構:初級控制是蓄電池儲能系統(tǒng),次級控制是微網管理系統(tǒng)(MMS),初級控制保證微網頻率在可接受的范圍內,次級控制保證微網中儲能系統(tǒng)的最大備用容量。通過對微網內不同微源本地控制的研究,設計了微網管理系統(tǒng),

4、以實現(xiàn)對微網內不同微源的調控。對所提出的控制策略進行了仿真分析,仿真結果表明該協(xié)同控制策略具有良好的動態(tài)性能,能有效改善系統(tǒng)的頻率質量,同時保證了供電質量的要求。
　　針對微網并網時沖擊較大的問題,提出了一種微網自同步的控制策略。根據(jù)微網內不同微源的動態(tài)特性,將頻率偏差、相角偏差和電壓偏差分別分配給不同動態(tài)特性的微源調節(jié),這樣可快速對微網運行狀態(tài)進行調節(jié),使以上三種偏差量均滿足并網條件后,在閉合連接開關。以上并網方法通過仿真與直接

5、并網比較,仿真結果表明該方法可有效減小并網過程中的頻率沖擊,抑制系統(tǒng)振蕩。最后研究了微網在聯(lián)網模式下,微網內部不同微源的調控策略,以實現(xiàn)微網與主網間聯(lián)絡線上的功率恒定;在微網內能量充足時,微網向大電網送入能量,微網相當于輸出恒功率的電站;在微網內能量不足以滿足自身內部需求時,大電網向微網送入能量,這時微網相當于恒定負荷,通過以上的調控減少間歇性能源對電力系統(tǒng)造成的影響。
　　本文得到國家高技術研究發(fā)展計劃項目(863計劃)《高滲透