直流微网分层控制策略研究

作     者：曹志勇 

作者单位：华北电力大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘自发

授予年度：2015年

学科分类：0808[工学-电气工程] 080802[工学-电力系统及其自动化] 08[工学] 

主      题：直流微网 光伏发电 混合储能 分层控制 

摘      要：为高效接纳分布式电源,适应日益增长的直流负荷的需求,以直流线路连接各微电源、储能装置和负荷单元,并通过可控接口与交流主网进行连接的直流微网逐渐成为未来微网研究的新方向。与交流微网相比,直流微网不存在频率和同步问题,更适合多种分布式电源接入微网中。此外随着直接利用直流形式电能的负荷比例逐渐增大,直流微网能够有效减少换流器的数量,降低电能损耗。然而,直流微网组成单元较多,运行条件复杂,控制方式灵活,如何在各种运行工作状态下对微网系统进行控制,协调控制各个单元进行工作,从而可靠高效地为负荷进行供电,是直流微网应用亟需解决的问题。本文分析了直流微网的系统结构,提出了基于蓄电池和超级电容器的混合储能的光伏直流微网模型,并建立了光伏电池、蓄电池和超级电容器以及直流微网内各个单元换流器的数学模型。在模型的基础上本文提出了包含系统层控制和换流器层控制的直流微网分层控制策略,根据联网模式参数、直流母线电压和储能电池荷电状态参数对直流微网运行状态进行了划分,并确定了各个运行状态下系统层控制策略以及换流器控制策略。最后通过仿真软件对本文提出的直流微网运行控制策略进行了仿真分析,仿真结果表明该运行控制策略能够达到维持直流微网功率平衡,稳定直流母线电压的控制目标,从而验证了直流微网分层控制策略的科学性和有效性。