含电动汽车充放电设施的微网综合控制策略研究

摘要

随着全球经济的迅猛发展，如何解决日趋严峻的能源危机和环境污染已成为当今世界需要面临的首要问题。电动汽车以电池作为能源，具有节能、无污染、零排放等特点，它不仅可以作为电力负荷，同时也可作为分布式发电单元为电网提供电力，而将其与可再生能源集成应用，可以有效平抑风光等新能源接入带来的扰动，保证电网的安全稳定运行，并且从能源的产生到消耗整个过程层面来看，其在真正意义上实现了零排放和能源的高效利用。
　　论文提出将电动汽车充放电机与风能和光伏以微网形式集成应用。首先论述了国内外电动汽车充放电技术和微网技术的发展现状以及相关仿真模型和控制策略的研究现状。建立了包含AC/DC、DC/DC两级结构的充放电机仿真模型，并结合动力电池充放电特性和微源经典控制理论，提出了恒流转恒压的充电控制策略和可根据微网实际需求灵活切换的PQ或者v/f放电控制策略。其次建立了双馈风机和光伏的仿真模型，并在元件级模型的基础上构建了一个基于逆变器的多微源组成的典型微网;与此同时，结合经典微网控制理论和各微源特性，提出了以集中式充放电机作为主控制源，风机、光伏和分布式充放电机为从控制源的主从综合控制策略。最后通过PSCAD对单台充放电机和微网在并网模式、孤网模式以及过渡模式下运行的仿真分析，实现了充放电机能量的双向流动和微网自主地与主网分离、并列的过渡转化运行，且在孤网时提供了电压频率支撑，保证了电网的安全、稳定，验证了电动汽车充放电控制策略和微网综合控制策略的可行性和有效性。为下一步含电动汽车充放电机的微网实验平台应用奠定了基础。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 电动汽车充放电技术

1．2．2 微网技术

1．3 本文研究内容

第2章 微网控制理论基础

2．1 微源控制模式

2．1．1 PQ控制

2．1．2 电压／频率(V／f)控制

2．1．3 下垂(Droop)控制

2．2 微网控制模式

2．2．1 微网单主控制模式

2．2．2 微网多主控制模式

2．2．3 基于功率管理系统的控制模式

2．2．4 基于多代理技术的控制模式

2．3 本章小结

第3章 电动汽车充放电机仿真建模与控制策略

3．1 电动汽车充放电机建模

3．1．1 充放电机工作原理

3．1．2 充放电机数学模型

3．2 电动汽车动力电池控制策略

3．2．1 动力电池充放电特性

3．2．2 动力电池充放电控制策略

3．3 电动汽车充放电机控制策略

3．3．1 充电模式控制策略

3．3．2 放电模式控制策略

3．4 单台充放电机仿真分析

3．4．1 充电状态下的仿真运行

3．4．2 放电状态下的仿真运行

3．5 本章小结

第4章 含风光以及充放电机的微网系统建模

4．1 双馈风机建模

4．2 光伏系统建模

4．3 微网系统建模

4．4 本章小结

第5章 含充放电机的微网综合控制策略与仿真分析

5．1 微网综合控制策略

5．1．1 微网并网运行方式

5．1．2 微网孤网运行方式

5．1．3 微网过渡运行方式

5．2 微网仿真分析

5．3 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