含有分布式电源的电力系统模糊建模与稳定性分析

摘要

负荷建模是电力系统问题中公认的难题，尤其是分布式电力系统的发展。分布式电源作为传统供电方式的一种补充，在电力系统中逐渐得到广泛的应用并扮演着越来越重要的角色。当电力系统面临较大跨度的电压、频率扰动时，其非线性、变结构特征表现相当明显。针对现有的单一结构负荷模型（包括指数类型和多项式类型模型）已无法准确描述电力负荷的非线性、变结构特性的问题，而模糊双曲正切模型具有万能逼近性，适用于进一步进行电力系统的分析计算，本文采用了模糊双曲正切模型进行电力系统负荷建模。本文针对含有分布式电源的电力系统的特点，分别对光伏发电系统，风力发电系统，微型燃气轮机发电系统和燃料电池发电系统建立了模糊双曲正切模型。基于模糊双曲正切模型的负荷模型可以在实际应用中根据情况考虑多种影响因素制定状态变量，实现实时监测各个节点的电压电流和瞬时功率。仿真结果表明了模型的准确性。
　　 不同的分布式电源和大电网有不同类型的接口电路和模型结构，通过对分布式发电相关理论的分析，针对接口模型的特点，对上述四种电源与大电网的接口模型建立了模糊双曲正切模型。新模型仿真结果证明模型的使用和推广可以较大程度地提高电力系统中长期动态仿真的准确度。基于模糊双曲模型的接口模型，可以很准确地分析电力系统中的各个时刻每个节点的瞬时功率和系统频率的值，因此可以有效地应用到电力系统的暂态稳定性的分析中。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 分布式发电产生的背景

1.2 发展DG的重要意义

1.3 分布式发电目前的国内外研究现状

1.3.1 光伏发电系统

1.3.2 风力发电系统

1.3.3 微型燃气轮机发电系统

1.3.4 燃料电池发电系统

1.3.5 影响我国分布式发电的关键技术

1.4 负荷建模理论

1.4.1 负荷建模理论研究的背景及意义

1.4.2 国内外研究及应用现状

1.5 本文的主要工作

第2章 含有分布式电力系统负荷建模的研究

2.1 负荷模型结构的研究

2.1.1 静态负荷模型

2.1.2 感应电动机综合负荷模型

2.2 辨识算法的研究

2.2.1 遗传算法的基本思想

2.2.2 遗传算法的编码

2.2.3 适应度函数的设计

2.2.4 遗传算子

2.3 模糊双曲正切模型

2.3.1 模糊双曲正切模型概述

2.3.2 模糊双曲正切模型建模过程

2.3.3 模糊双曲模型的仿真实例

2.4 本章小结

第3章 几种分布式发电系统的建模

3.1 光伏发电系统数学模型的建立

3.2 风力发电数学模型的建立

3.3 微型燃气轮机数学模型的建立

3.4 燃料电池数学模型的建立

3.5 模糊双曲正切模型的建立

3.5.1 采用模糊双曲模型对分布式发电系统建模

3.5.2 仿真结果分析

3.6 本章小结

第4章 电力电子技术在DG中的应用及并网接口模型

4.1 电力电子技术背景

4.2 分布式发电并网接口模型

4.2.1 风力发电机接口模型

4.2.2 燃料电池接口模型

4.2.3 光电系统接口模型

4.2.4 微型燃气轮机接口模型

4.2.5 模糊双曲正切模型接口模型的建立

4.3 本章小结

第5章 分布式电力系统稳定性分析

5.1 电力系统稳定性基本概念

5.2 电力系统稳定性问题研究的意义

5.3 电力系统稳定性问题的分析方法

5.4 分布式发电系统的暂态稳定性分析

5.4.1 分布式电力系统暂态稳定性描述

5.4.2 分布式电力系统暂态稳定性干扰的分类

5.4.3 暂态稳定性的评估

5.5 应用模糊双曲正切模型分析分布式发电系统的暂态稳定性问题

5.6 本章小结

第6章 结论

参考文献

致谢

硕士期间所取得的成果