孤岛模式下风光互补微电网切换控制研究

摘要

本文研究了国内外孤岛微电网的研究现状，对微电网有别于传统供电方式的特点进行了分析，进一步深入探讨了孤岛微电网下可再生能源的充分利用及储能装置的接入给微电网研究所带来的新的挑战。本文将不同时间尺度的孤岛微电网分层协调控制方法作为切入点，对基于柴油发电机主控和基于蓄电池主控的微电网进行对比，然后提出基于改进的粒子群算法的微电网能量管理模型，对其进行求解得到全局最优化。 首先，文章给出了风光柴微电网结构以及各分布式电源的数学模型，通过比例积分控制器和辅助无功补偿其来实现柴油机组对系统电压以及频率的无差控制保证较大时间尺度和较大幅度变化的微电网负荷波动下系统的频率和电压稳定性。然后在充分利用分布式发电系统的基础上，将外部环境的变化、柴油机的运行经济性等作为参考，提出新型柴油机组优化策略，并根据柴油发电机组发电功率在大功率和小功率柴油发电机组之间平滑切换，达到减少燃料消耗的目的。并通过实验得到验证。 在此基础上添加蓄电池做主电源改进来应对较短时间尺度和较小幅度变化的微电网负荷波动，并给出一个新的蓄电池逆变器控制器，通过改进蓄电池系统的P-f和Q-V下垂控制器来提高系统电压和频率的稳定性。然后，以各微电源的污染物处理费用、运维成本以及燃料成本为约束条件，建立了新的微电网能量管理优化调度模型。并对粒子群算法的权重进行迭代更新且不断调整加速粒子。最后，通过多个实验仿真数据证明了该策略可有效地提高系统的可靠性与经济性，并改善了全局最优值搜索和收缩速度等。

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