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《微電網(wǎng)平滑切換控制策略的研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、微電網(wǎng)平滑切換控制策略的研究1緒論1.1選題的背景和意義隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力需求快速增長，電力部門的投資主要集中在火電、水電和核電等大型集中式供電和超長距傳輸網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。然而，伴隨著電網(wǎng)的發(fā)展，超大規(guī)模電力系統(tǒng)的缺點(diǎn)也變得越來越明顯，操作成本越來越高，難以適應(yīng)越來越高的用戶對安全性、可靠性，以及各種電源的要求。特別是世界各地在最近幾年里不斷發(fā)生了幾次比較嚴(yán)重的停電事故，暴露了傳統(tǒng)電網(wǎng)的很多微弱特性，所以發(fā)展分布式發(fā)電被提上了日程。分布式發(fā)電具有污染少，可靠性高，節(jié)能，安裝位置靈活等諸多優(yōu)點(diǎn)，能有
2、效解決許多大型集中電網(wǎng)中潛在的問題[1-3]?，F(xiàn)代情形下，分布式發(fā)電可看作對傳統(tǒng)電網(wǎng)的有力的補(bǔ)充形式，其集成控制技術(shù)越來越完善，越來越多的分布式發(fā)電技術(shù)收到各國的關(guān)注，應(yīng)用也越來越廣泛。同時(shí)，各種分布式電源在穩(wěn)定運(yùn)行方面也呈現(xiàn)出一定的挑戰(zhàn)，例如風(fēng)能和太陽能發(fā)電收外界環(huán)境因素影響很大，所以在當(dāng)?shù)刎?fù)荷的供電上帶來了一些不穩(wěn)定因素。因此，分布式發(fā)電在穩(wěn)定性、供電可靠性以及電能質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)性等方面還有很長的路要走。與傳統(tǒng)的集中式發(fā)電相比，分布式發(fā)電具有明顯的優(yōu)勢[4-6]，主要有以下幾點(diǎn)：首先，促進(jìn)了可再生能
3、源的發(fā)展。中國可再生能源豐富，要充分利用其各種可再生能源，如風(fēng)能、太陽能、潮汐能、地?zé)崮艿?。特別是利用可再生能源進(jìn)行發(fā)電。而集成分布式發(fā)電技術(shù)，能量存儲技術(shù)，電力電子技術(shù)和熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)是可再生能源的充分發(fā)揮作用的技術(shù)條件。其次，是提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的能力。中國目前正在開發(fā)特高壓電網(wǎng)，建設(shè)三個(gè)中國大電網(wǎng)同步，一旦微電網(wǎng)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)目刂拼胧┑闹匾?fù)荷位臵組成的地理上的接近，勢必增加堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)的適應(yīng)能力。然后，分布式發(fā)電可靈活應(yīng)用于偏遠(yuǎn)地區(qū)，解決了該地區(qū)用電問題。偏遠(yuǎn)復(fù)雜地形條件的農(nóng)村以及沙漠地
4、區(qū)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對滯后，輸電成本較高，遠(yuǎn)距離傳輸可靠性差。但是利用分布式發(fā)電技術(shù)，就近建立光伏電站，風(fēng)力發(fā)電，小水電組成分布式發(fā)電網(wǎng)絡(luò)，為這些地區(qū)的居民解決電力問題，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。最后一個(gè)特點(diǎn)是可以降低投資和運(yùn)營的成本。聯(lián)合電站和分散的微電網(wǎng)相結(jié)合，可以大大縮短輸電的距離，減少道路上的輸電和配電線的投資，這將使得電源系統(tǒng)更安全，更經(jīng)濟(jì)。.........1.2微電網(wǎng)及其切換控制研究的概述微電網(wǎng)概念是相對傳統(tǒng)的大型電網(wǎng)而提出的，它是指通過一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將分布式電源組成一個(gè)比較大的網(wǎng)絡(luò)形式，同時(shí)利用
5、靜態(tài)開關(guān)來接入到大電網(wǎng)中[8]。微電網(wǎng)的研究和發(fā)展可以促進(jìn)可再生能源的大規(guī)模引入，從而實(shí)現(xiàn)對電力負(fù)荷的更可靠的供電。微電網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)積極的銷售網(wǎng)絡(luò)的有效形式，也是一種由傳統(tǒng)電網(wǎng)往智能電網(wǎng)過渡的形式。微電網(wǎng)將分布式發(fā)電，負(fù)載，能量存儲設(shè)備和控制設(shè)備相結(jié)合，以形成一個(gè)單一控制的獨(dú)立供電系統(tǒng)。同時(shí)也可以平穩(wěn)的接入到大電網(wǎng)或者獨(dú)立運(yùn)行，這是發(fā)揮分布式發(fā)電能源利用的有效形式。微電網(wǎng)可以通過更好地控制無功功率，來降低了諧波污染，提高了電能質(zhì)量。特別是，當(dāng)外部電網(wǎng)出現(xiàn)問題時(shí)，其可以確保對本地敏感負(fù)荷的連續(xù)性提供電能，
6、確保了供電的可靠性[9]。換句話說，微電網(wǎng)具有雙重作用，于電力公司而言，微電網(wǎng)可以被視為簡單的可調(diào)度的負(fù)荷，可以在幾秒鐘滿足原有系統(tǒng)用戶的需要；同時(shí)微電源可視為一個(gè)可定制電源，以滿足用戶的多樣化需求。因此，未來微電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)之一是分布式發(fā)電系統(tǒng)大規(guī)模應(yīng)用[10,11]。...........2微電網(wǎng)中分布式發(fā)電技術(shù)的建模仿真研究2.1微電網(wǎng)類型直流型的微電網(wǎng)大致結(jié)構(gòu)如2.1圖。電壓經(jīng)由變壓器、斷路器以和雙向型DC/AC變換器連接到直流微網(wǎng)中；光伏陣列單元則經(jīng)由匯流箱裝置、單向型DC/DC變換器然后接
7、入220V直流的母線上；同時(shí)，儲能系統(tǒng)裝置經(jīng)由雙向型DC/DC變換器接入進(jìn)220V直流的母線上；風(fēng)電模塊經(jīng)由AC/DC變流和220V的直流母線連接；負(fù)荷端，直流負(fù)荷則經(jīng)由單向型DC/DC轉(zhuǎn)換接入到220V直流的母線上，交流型負(fù)荷則經(jīng)由單向型DC/AC轉(zhuǎn)換和220V直流的母線連接[33]。交流與直流混合型的微電網(wǎng)大致的結(jié)構(gòu)如2.2圖所示。其中，交流部分以及直流部分各自的微電源、負(fù)載以及儲能系統(tǒng)全都經(jīng)由轉(zhuǎn)換器進(jìn)行電能的交換。并經(jīng)由斷路器與大電網(wǎng)相連，如果大電網(wǎng)故障亦或是檢修需要時(shí)，這種混合型的微電網(wǎng)能主
8、動檢測到信號的變化，從而斷開與大電網(wǎng)的連接，但此時(shí)它們之間仍然可以進(jìn)行電能的互相交換[34]。.........2.2分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)建模仿真分析光伏效應(yīng)是光伏電池工作以及產(chǎn)生電流的根本原理。這里光伏效應(yīng)，指的當(dāng)太陽光照射到光伏電池上時(shí)，光伏太陽能板的內(nèi)部就會產(chǎn)生定向移動的電荷會，電荷的定向移動進(jìn)而能夠產(chǎn)生電流或者電動勢。在現(xiàn)代發(fā)展中光伏發(fā)電技術(shù)正在被大量的應(yīng)用在各種工程實(shí)際中，這主要是由于光伏電池的光電效應(yīng)轉(zhuǎn)換具有很高的效率[35]。由于p-n結(jié)的形成會受到光照強(qiáng)
