【摘 要】
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随着化石能源减少和环境污染的日益加剧,分布式能源被越来越多的开发利用,但是分布式能源不能直接接入到电网中,因此微电网的概念被提出从而更好地利用分布式能源,以减少对电网的影响。目前在微电网研究中,直流微电网能够友好接纳分布式电源,为用户提供优质的电能。相比于交流微电网,直流微电网减少换能装置,提高了能源利用效率。此外,直流微电网具有结构简单、各单元间协调控制简单等优点。因此,对直流微电网的研究具有重
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随着化石能源减少和环境污染的日益加剧,分布式能源被越来越多的开发利用,但是分布式能源不能直接接入到电网中,因此微电网的概念被提出从而更好地利用分布式能源,以减少对电网的影响。目前在微电网研究中,直流微电网能够友好接纳分布式电源,为用户提供优质的电能。相比于交流微电网,直流微电网减少换能装置,提高了能源利用效率。此外,直流微电网具有结构简单、各单元间协调控制简单等优点。因此,对直流微电网的研究具有重大意义。本文以微电网中常见的直驱风机、光伏和蓄电池搭建风光储直流微电网系统,对直流微电网各单元进行建模及控制策略分析、系统协调控制和微电网测控单元进行了研究。具体研究内容如下:首先分析了所研究的直流微电网结构,对微电网中的光伏发电单元、永磁式直驱风机、储能单元、交流电网进行建模,分析各单元的输出特性。并且对光伏、永磁式直驱风机、并网变换器进行控制分析,并在MATLAB/Simulink对各单元装置所使用的控制策略进行建模仿真,结果表明各单元在各自的控制策略下运行稳定。其次研究了一种储能系统基于模糊下垂的控制策略。分析了传统下垂控制的工作原理及局限性,分析下垂控制的改进方法,以母线电压偏差和蓄电池的SOC为模糊输入,实时调整下垂系数的大小;然后针对下垂控制中不可避免的电压跌落的情况增加二次电压补偿;并在MATLAB/Simulink中针对传统下垂控制和改进下垂控制进行仿真对比分析。然后分析了风光储直流微电网运行的基本原则,提出了基于直流母线电压信号（DC bus signaling,DBS）的协调控制策略。根据直流母线电压的不同,将系统分为5种工况,具体分析了不同工况切换时整个系统的应对动作,并对不同工况切换以及离网状态下设备出现故障进行仿真。仿真结果表明当分布式电源和负载发生变化时,直流母线电压始终保持在参考电压的5%以内。最后对微电网测控单元进行分析与设计。微电网测控单元是实际工程中分析微电网控制的必不可少的单元,因此对测控单元进行分析、硬件设计和软件设计,并且以交流量测试为例对测控单元进行实验验证,实验结果表明在交流量测试分析中,一、三、五次谐波电压电流相对误差在2.5%内。
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