微网中分布式电源的协调控制方法研究

摘要

新能源及可再生能源发电被公认是解决环境污染和能源短缺问题的重要手段，然而新能源及可再生能源分布式发电并网给电网的安全稳定运行带来严峻挑战，微网(Microgrid)技术应运而生。微网为新能源及可再生并网发电规模化应用提供了有效技术途径。微网技术可以对分布式电源进行协调控制和有效管理，有助于实现分布式电源的“即插即用”，同时实现新能源及可再生能源的高效柔性就地消纳利用，满足用户的个性化电能需求，符合我国因地制宜利用新能源发电和可持续发展战略的要求。随着微网技术不断发展的新需求，微网中分布式电源的协调控制、微网系统能量协调优化控制、微网技术在主动配电网中的应用问题亟待深入研究，因此，本文将从微网控制角度进行研究，以充分发挥微网高效消纳利用分布式发电的优势。
　　首先，本文系统详细介绍了分布式电源和储能装置的种类，阐述了微网的整体控制策略以及分布式电源逆变器的控制策略，并对分布式电源逆变器无互连线并联控制进行了分析；其次，针对传统下垂控制的缺陷，提出了//P'?f Q'?dU dt改进下垂控制方法，克服了微网线路参数对功率分配的影响，实现了微网功率的合理分配，并提高了微网的电压质量水平。在//P'?f Q'?dU dt改进下垂控制方法的基础之上，建立了微网的数学模型，基于部分输出量反馈最优分散协调控制，并结合本文提出的改进下垂控制，提出了微网中分布式电源的最优分散协调控制方法，使微网系统动态性能得以提高、总体运行性能达到更优。通过不同工况的仿真实验验证了所提出方法的正确性和可行性。然后，阐述了新能源多元互补微网系统的结构和能量优化策略，针对微网的功率平抑和能量协调优化控制问题，提出了微网中分布式电源和各类储能装置的协调控制策略，将储能装置荷电状态作为调节低通滤波时间常数的条件，平抑不同时间尺度功率波动，充分发挥分布式电源和各类储能装置的优势，满足微网的功率平衡。最后，本文创新性地提出了微网技术在主动配电网中应用的技术方案，本文以主动配电网和微网群为研究对象，对微网接入主动配电网后的网架结构、规划设计、控制方案、运行模式、综合效益等问题进行了阐述，分析了应用微网技术对主动配电网带来的优势，并给出了微网技术在主动配电网中应用所需开展的研究方向。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及意义

1.2国内外微网研究现状与分析

1.3微网分类与示范工程建设

1.4微网协调控制的研究现状

1.5本文主要研究工作

第2章 微网技术及其控制方法

2.1 引言

2.2微网技术

2.3 微网中的分布式电源并网逆变器结构

2.4 微网运行控制策略

2.5微网中分布式电源逆变器无互连线并联控制

2.6 本章小结

第3章 微网中分布式电源的协调控制方法

3.1 引言

3.2 传统下垂控制方法

3.3 P′- f /Q′-dU/ dt改进下垂控制

3.4 基于P′- f /Q′-dU/ dt下垂控制的微网最优分散协调控制方法

3.5 仿真实验与分析

3.6 本章小结

第4章 多元互补微网系统能量协调优化控制

4.1 引言

4.2 多元互补微网系统结构

4.3 多元互补微网系统能量协调优化控制方法

4.4 仿真实验与分析

4.5 本章小结

第5章 微网技术在主动配电网中的应用研究

5.1 引言

5.2微网接入主动配电网的结构

5.3 微网接入主动配电网的规划设计

5.4 微网接入主动配电网的控制方案

5.5 微网技术在主动配电网中应用的优势及综合效益分析

5.6 微网接入主动配电网的研究现状与发展趋势

5.7 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢