微電網(wǎng)運行與控制的建模與仿真.pdf

1、近年來大面積停電事故頻繁發(fā)生，充分暴露了傳統(tǒng)供能模式和電力網(wǎng)絡的種種弊端。在能源需求和環(huán)境保護的雙重壓力下，世界各國開始關注環(huán)保、高效和靈活的分布式發(fā)電(Distributed Generation，DG)。分布式發(fā)電作為集中式發(fā)電的有效補充，擁有緩解能源短缺，降低環(huán)境污染和提高現(xiàn)有電力系統(tǒng)可靠性等諸多優(yōu)點。但大量分布式發(fā)電的滲透將對傳統(tǒng)電網(wǎng)產(chǎn)生不利的影響。太陽能和風能等分布式能源的輸出功率具有隨機性，其并網(wǎng)系統(tǒng)相對于大電網(wǎng)來說是一個不

2、可控源，往往被采取限制和隔離的措施，這大大限制了分布式能源效能的充分發(fā)揮。隨著智能電網(wǎng)技術的發(fā)展，為協(xié)調(diào)DG與大電網(wǎng)間的矛盾，充分挖掘分布式發(fā)電為電網(wǎng)和用戶所帶來的價值和效益，人們提出發(fā)展微電網(wǎng)。微電網(wǎng)通過整合分布式發(fā)電單元、負荷、儲能裝置及控制裝置，形成一個單一可控的獨立供電系統(tǒng)，其運行方式靈活多變且對控制策略有較高的要求。因此，對微電網(wǎng)運行與控制的研究有利于推動微電網(wǎng)技術的發(fā)展與應用。
　　本文從微電源的模型、微電源的并網(wǎng)和微

3、電網(wǎng)的綜合運行三個方面介紹了微電網(wǎng)的相關技術，構建了微電網(wǎng)的基礎仿真平臺。主要工作包括：
　　(1)綜合考慮電壓輸出模型、熱力學模型以及雙電荷層模型，建立了質(zhì)子交換膜燃料電池的動態(tài)模型，模擬了質(zhì)子交換膜燃料電池的極化特性，分析了燃料電池輸出電壓和輸出功率的動態(tài)響應特性。
　　(2)建立了光伏電池的工程通用模型，分析了光伏電池的輸出特性，并基于Boost直流變換器采用擾動觀測法實現(xiàn)了光伏電池的最大功率跟隨。
　　(3)分

4、別以光伏電池和質(zhì)子交換膜燃料電池為例對微電源的單相并網(wǎng)控制策略和三相并網(wǎng)控制策略進行仿真分析，采用基于Boost變換器的兩級式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，實現(xiàn)了光伏電池的最大功率跟隨和單位功率因數(shù)并網(wǎng)，同時，采用基于電網(wǎng)電壓矢量定向的PEMFC并網(wǎng)逆變系統(tǒng)實現(xiàn)了質(zhì)子交換膜燃料電池的單位功率因數(shù)并網(wǎng)。
　　(4)研究了用于微電源的PQ、U/f和Droop控制策略，并設計了相應的算例驗證每一種控制策略的有效性。分別對以下幾種運行特性進行了仿真分析：