含多种分布式电源的微网动态建模与仿真研究

摘要

进入21世纪以来，在集中发电、远距离输电的大型互联网络系统蓬勃发展的同时，将分布式发电供能系统以微型电网的形式接入大电网并网运行，与大电网互为支撑，已逐渐成为电网新的发展方向。
　　 近年来，微型电网作为发展可再生能源的有效实现形式和我国建设坚强智能电网的重要组成部分已引起政府、企业和高校的广泛关注。随着微网研究工作的开展，无论是研究与大电网相互作用的机理，还是研究在各种扰动下的复杂动态行为，无论是研究保护与控制问题，还是规划设计问题，都离不开强有力的仿真手段。因此，本文通过对几种主要的分布式电源原动机及其换流系统整体建模，进而构建含有多种分布式供能系统的微网综合仿真系统模型，能够为后续研究工作的深入开展提供基础性的模型支撑，具有重要的意义。
　　 本文着重分析了微网中几种重要的分布式电源特性，分别建立了交流型微电源包括微型燃气轮机和永磁直驱风力发电机原动机部分数学模型，以及直流型微电源包括太阳能光伏阵列数学模型，并基于电网跟随控制理论针对不同分布式电源配套设计了交互式及非交互式控制换流系统。在深入分析微网结构、分布式电源特性和系统控制策略的基础上，基于华北电力大学微网实验室建设报告并参考美国CERTS经典微电网模型，在PSCAD平台上构建了含有多种分布式电源的整体微电网综合仿真系统。最后通过算例来验证模型和算法的有效性。