交直流混合微網(wǎng)混成建模與運行控制.pdf

1、交直流混合微網(wǎng)結(jié)合了交流微網(wǎng)和直流微網(wǎng)的優(yōu)勢，具有對各種交、直流清潔能源和新興直流負荷包容性和靈活可變的拓撲結(jié)構(gòu)的特點。微源以各種類型變流器為功率接口接入微網(wǎng)，變流器類型不一，功能多樣，具有多種工作模式，復雜的天氣狀況和負荷變動影響變流器的運行。如何協(xié)調(diào)控制交直流微網(wǎng)中各種變流器在多種工況下的穩(wěn)定運行，探究交流微網(wǎng)和直流微網(wǎng)互聯(lián)的混成分層運行控制規(guī)律是本文的主要研究內(nèi)容。
　　論文首先分析了各種微源接入變流器的拓撲結(jié)構(gòu)和多種模式的

2、運行規(guī)律，包括風力微源、光伏微源、儲能單元和 AC/DC雙向功率變流器拓撲及其運行規(guī)律。并且分析了其混成特性，建立了各自的混成切換模型；然后根據(jù)微源與負荷特點，將微網(wǎng)結(jié)構(gòu)分為“直流母線嵌入式”交直流混合微網(wǎng)和“交流母線嵌入式”交直流混合微網(wǎng)，在此基礎(chǔ)上探討了多交流子母線多直流子母線混聯(lián)的交直流混合微網(wǎng)的結(jié)構(gòu)；其次，利用混成理論深入研究了交/直流微網(wǎng)互聯(lián)和孤島模式互聯(lián)運行控制規(guī)律，提出了基于直流母線電壓的微網(wǎng)能量管理策略，該控制策略綜合考

3、慮了直流母線的電壓偏差、微網(wǎng)功率缺額、蓄電池的荷電狀態(tài)等因素；對DC-AC雙向功率變流器下垂控制曲線進行了改進，即當其傳輸功率很小且對系統(tǒng)運行沒有影響時，雙向逆變器仍然處于停機模式。定義了交直流微網(wǎng)中事件，分析了微網(wǎng)混成切換系統(tǒng)工作原理，提出了微網(wǎng)事件切換的層次結(jié)構(gòu)，將交直流微網(wǎng)的切換系統(tǒng)劃分為三個層次，分別是：拓撲結(jié)構(gòu)切換層，微源/負荷單元運行模式切換層，功率器件接口內(nèi)部切換層，并且對各個切換層進行了詳細闡述。最后在切換系統(tǒng)三個層次的

4、基礎(chǔ)上設(shè)計了混成分層控制結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)引入了預評價環(huán)節(jié)與能量管理環(huán)節(jié)，其中預評價環(huán)節(jié)包括經(jīng)濟性、安全性和穩(wěn)定性的預評價。
　　由仿真結(jié)果和理論分析可以得到：利用該混成分層控制模型能夠適應風速光照等不確定性因素，實現(xiàn)交直流微網(wǎng)多種運行模式的切換和協(xié)調(diào)控制，可以最大程度避免微網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)的改變，實現(xiàn)交流微網(wǎng)和直流微網(wǎng)之間的功率平衡，增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可控性。雙向功率變流器除了維持交流微網(wǎng)和直流微網(wǎng)之間的能量平衡外，還起到維持直流母線電壓穩(wěn)