风光储能.docx

1
风光储能微电网多电源协调控制
摘要2
第1章绪论3
课题的背景与意义3
分布式发电概述3
第2章风光储微电网建模及运行特性分析4
微电源与微电网的控制4
微电源的控制方法4
微电网的控制策略4
永磁直驱风力发电系p控制，其思想是采用类似传统电力系统的方式来控制微电源逆变器，利用有功无功功率和电压频率之间的关系来调节微电源输出的电压和频率。
微电网的控制策略
主从控制就是在微电网的控制系统中将某个控制器当作主控制器，其他为从控制器，主从控制器之间一般需要有通信联系，且从控制器服从主控制器。主控
4
制器实时检测系统中的各种电气量，根据微电网的运行控制目标采取相应的调控手段，保持微电网的电压和频率稳定。
对等控制指微电网中的所有微电源在控制上具有相同的地位，各控制器之间不存在主从关系，每个微电源都依据接入点的电压和频率独立运行。对于这种控制策略，微电网中所有的微电源都采用类似传统电网有功频率特性曲线和无功电压特性曲线的下垂控制方法。
永磁直驱风力发电系统
直驱型风力发电系统由风轮机与永磁同步发电机直接相连，二者之间不需要增速齿轮箱。该系统先将风能转化为频率和幅值均变化的交流电，经过整流器之后变为直流电，然后利用三相逆变器转换为正弦交流电并入电网，最常见的变流器类型为双PWM型变流器。通过变流器，采用PQ控制对有功功率和无功功率进行控制，实现最大功率跟踪，最大限度利用风力发电。
光伏发电系统
光伏发电系统的数学模型
由于本文的研究仅需要分析光伏逆变器的控制，故建模中暂且忽略光伏电池的动态性能，采用静态电压源替代光伏电池，功率因数取为1，光伏系统在并网与孤网运行时均采用PQ控制方式。光伏并网逆变器采用三相电压型全桥逆变器,将光伏阵列发出的直流电变换为高频三相斩波电压，并通过型滤波器滤波变成正弦波电压。
光伏逆变器的控制策略
本文中，光伏逆变器的控制策略采用电压外环和电流内环的双闭环控制结构。电压外环的作用是保持直流母线电压稳定，以减小直流电压的波动对交流侧电流的干扰。电流内环的作用是利用两个PI调节器对逆变器输出电流的d轴和q轴分量按电压外环输出的参考电流进行解耦控制。
5
蓄电池储能系统
锂离子蓄电池储能系统的并网方式与光伏系统相同，都是通过逆变器将直流电转换为与电网电压和频率相同的交流电。蓄电池储能系统一般是由蓄电池经储能逆变器转换为交流电并入交流母线，其逆变器的拓扑结构与光伏逆变器的基本相同。
蓄电池储能逆变器的控制策略
储能系统的控制一般釆用两种方式，在微电网并网运行时采用恒功率PQ控制方式，在微电网孤网运行时采用恒压恒频V/F控制方式。由于储能逆变器的拓扑结构与光伏逆变器基本相同，因此储能逆变器的控制可采用与光伏系统相同的控制结构。
风光储微电网运行特性分析
根据现有的研究结果，微电网的控制模式多采用主从型PQ-V/F控制或对等Droop型控制。基于节的分析，该风光储微电网采用主从型PQ-V/F控制模式。
并网运行特性分析
设定光伏逆变器、风机变流器和储能逆变器均以单位功率因数运行，即逆变器只输出有功功率不输出无功功率°2s时太阳福射强度突降，光伏1功率从12kw减小至9kw,光伏2功率从11kw减小至8kw，光伏3功率从20kw减少为15kw；5s时太阳福射强度回升，光伏1、2、3功率分别回到12kw、11kw和20kw。10s时风速突降，风机1功率从12kw减至7kw，风机2功率从18kw减至12kw；15s时风速增加，风机1、2功率分别回升至12kw和18kw。
第3章微电网多电源协调控制策略

根据现有的研究，目前主要有三种微电网协调控制思想：基于分层控制模式的协调控制，基于能量管理系统的协调控制，基于多代理系统的协调控制现有的微电网协调控制策略中，往往将分层控制模式和能量管理系统相结合，即为基于分层控制与能量管理的协调控制。
7
基于分层控制与能量管理的协调控制
分层控制模式将微电网的控制结构分为2层或3层。层控制模式中包含就地控制层和微电网集中控制层。集中控制层由微电网中央控制器对各微电源的控制器发送指令，通过控制指令来协调整个微电网的运行，保持微电网内部的功率平衡，电压、频率等各种指标满足要求。在该分层控制模式中，就地控制层与微电网集中控制层之间需要保持实时的通信联系，一旦通信失败，微电网将不能正常运行。
为使微电网接受所接入配电网的统一调度，在2层控制结构的基础上加入配电网调度层，该层主要负责按照市场和配电网调度中心的需求来管理和调度微电网与配电网之间联络线上传输的交换功率，或多个微电网之间的功率交换。欧盟微电网项目“多微网结构与控制”采用了这种协调控制结构。
微电网能量管理系统主要的功能