多能互補(bǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及控制技術(shù).pdf

1、煤炭等能源供應(yīng)緊張的同時也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，以大型火力電站為電源的常規(guī)電網(wǎng)難以滿足用戶在安全性和多樣性方面的需求。對可再生能源的研究利用以及對多能互補(bǔ)微電網(wǎng)的需求日益增長，海洋能集成供電技術(shù)的研究對于遠(yuǎn)離大陸的海島供電有著重要意義。由于海洋能等可再生能源發(fā)電的輸出功率嚴(yán)重依賴于氣候條件，電能質(zhì)量不高，具有極度的間歇性及不可控性，難以滿足用戶需求，因此本論文依托于863項(xiàng)目開展，以工程項(xiàng)目應(yīng)用為研究出發(fā)點(diǎn)，對海洋能集成供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2、優(yōu)化、復(fù)合儲能技術(shù)及直流微網(wǎng)控制技術(shù)展開了研究。
　　本文首先分析了海洋能集成供電系統(tǒng)的研究課題和研究意義，分析了分布式供電系統(tǒng)及微電網(wǎng)、復(fù)合儲能系統(tǒng)的研究背景現(xiàn)狀及意義，按母線類型分類分析了微電網(wǎng)的直流微電網(wǎng)及交流微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行特性，并分析了微電網(wǎng)的接口電路特性，具體包括AC/DC整流電路、DC/DC雙向升降壓變換電路、DC/AC逆變電路等。
　　隨后搭建了多能互補(bǔ)直流微網(wǎng)系統(tǒng)，進(jìn)行了需求分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、容量配置優(yōu)

3、化，并對波浪能及潮流能發(fā)電系統(tǒng)及復(fù)合儲能系統(tǒng)進(jìn)行了建模分析，對相應(yīng)變流器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制策略分析。設(shè)計(jì)蓄電池超級電容復(fù)合儲能方案，分別分析蓄電池及超級電容的特性及等效電路模型，通過協(xié)調(diào)控制蓄電池和超級電容儲能的充放電來維持系統(tǒng)穩(wěn)定。
　　最后提出直流微電網(wǎng)多電源協(xié)調(diào)控制技術(shù)。通過分析直流微電網(wǎng)基本控制策略，提出適用于海洋能集成供電系統(tǒng)的微電源及儲能的控制策略及能量管理方案，對直流微網(wǎng)采取三層控制策略，包括微電源控制層、直流母線

4、控制層、組網(wǎng)控制管理層。其中直流母線控制層采用母線電壓控制方法，按電壓閾值將微網(wǎng)工作狀態(tài)劃分為六個階段，根據(jù)電壓判斷微電源的工作模式，對儲能充放電和負(fù)載的投切進(jìn)行控制，從而保證在波浪能及潮流能輸出不穩(wěn)定或者負(fù)載波動較大的情況下，不至于造成大的電壓波動，并且最大限度的利用海洋能。并在研究基礎(chǔ)上搭建集成供電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺，通過使用可控電源模擬波浪能及潮流能發(fā)電輸出，在變負(fù)載工況下運(yùn)行，實(shí)驗(yàn)過程中蓄電池和超級電容協(xié)調(diào)工作，穩(wěn)定直流母線電壓，實(shí)驗(yàn)