直流微電網(wǎng)孤島運行研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟的快速增長和社會的穩(wěn)步發(fā)展，能源的需求量不斷增加，由此帶來的環(huán)境污染問題也日趨嚴重。在仍然以不可再生能源為主要經(jīng)濟發(fā)展支撐的當(dāng)今世界，能源危機和環(huán)境危機已成為各個國家需要面對的重要問題。在此背景下，研究微電網(wǎng)對改善當(dāng)前能源結(jié)構(gòu)、提高分布式電源利用效率具有重要意義。目前微電網(wǎng)主要以交流形式存在，但是隨著越來越多的用電設(shè)備趨于使用直流電以及各類直流輸出型分布式電源的快速發(fā)展，直流微電網(wǎng)迎來了廣闊的發(fā)展空間。本文圍繞著直流微電網(wǎng)孤島運

2、行情況展開了相關(guān)研究。
　　首先，本文構(gòu)建了以光伏發(fā)電單元、風(fēng)力發(fā)電單元、儲能單元和負荷消耗單元為基礎(chǔ)的直流微電網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)，其中儲能單元除了包含傳統(tǒng)形式的蓄電池儲能外，本文還采用了比較靈活的電動汽車儲能，以提高系統(tǒng)儲能容量和經(jīng)濟效益。另外，由于能夠快速有效地檢測到微電網(wǎng)孤島是微電網(wǎng)孤島運行研究的前提，本文對直流微電網(wǎng)的孤島檢測技術(shù)也進行了分析和研究，并總結(jié)了適于本系統(tǒng)的檢測方法。
　　其次，為全面研究直流微電網(wǎng)孤島運行情況，

3、本文以母線電壓變化量為參考值，將微電網(wǎng)的孤島運行分為了七種不同的工作狀態(tài)。文章詳細分析了微電網(wǎng)孤島運行的各個狀態(tài)，同時提出了一種分級下垂式直流母線電壓控制策略以實現(xiàn)直流微電網(wǎng)系統(tǒng)孤島運行模式下的能量控制。該系統(tǒng)控制策略通過對每個變換器采取分布式控制來實現(xiàn)，確定了每個分布式單元的控制目標：為了實現(xiàn)可再生能源的充分利用，對光伏電池和風(fēng)力機采用MPPT控制；蓄電池和電動汽車作為本系統(tǒng)儲能單元，在系統(tǒng)出現(xiàn)功率失衡時應(yīng)能夠及時的充電或放電，其各自

4、的充放電電流應(yīng)符合系統(tǒng)控制要求。
　　最后，采用Matlab/simulink軟件進行了系統(tǒng)的仿真研究，驗證了分級下垂式直流母線電壓控制方法實現(xiàn)系統(tǒng)能量控制的有效性。提出了兩種直流微電網(wǎng)孤島運行研究的典型算例，即直流微電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用于可持續(xù)建筑和直流微電網(wǎng)與城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)連接后系統(tǒng)運行情況，對兩種系統(tǒng)分別進行了仿真分析，其仿真結(jié)果證明了本文控制策略的有效性，同時也體現(xiàn)了本文直流微電網(wǎng)孤島運行研究具有一定的可擴展性和現(xiàn)實意義