【摘 要】
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近年来,化石能源短缺和环境污染问题日益凸显,发展可再生能源被认为是应对此类问题的重要途径之一。微电网是集成分布式可再生能源发电的有效途径,它具有灵活的运行控制方式,可实现分布式可再生能源的高比例接入。随着光伏、储能电池、电动汽车、直流电器等直流用电设备的大规模出现,组建直流微电网可以减少能量变换过程提高转换效率,并且无需再考虑频率、相位等问题,控制方式更为简单。同时,微电网技术的应用也使得用户从原
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近年来,化石能源短缺和环境污染问题日益凸显,发展可再生能源被认为是应对此类问题的重要途径之一。微电网是集成分布式可再生能源发电的有效途径,它具有灵活的运行控制方式,可实现分布式可再生能源的高比例接入。随着光伏、储能电池、电动汽车、直流电器等直流用电设备的大规模出现,组建直流微电网可以减少能量变换过程提高转换效率,并且无需再考虑频率、相位等问题,控制方式更为简单。同时,微电网技术的应用也使得用户从原本的“电能消费者”转变成为集发电、储电、售电、用电多角色为一身的“电能产销者”,并且可以在相关政策的支持和引导下,通过适当的交易机制和方式进行用户与用户之间的电能交易,从而促进可再生能源的就近、就地消纳,提高微电网用户的发电收益。本文针对以上内容,围绕面向端对端电能交易的光储直流微电网运行控制策略开展研究,提出了光储直流微电网在自主运行模式与电能交易模式下的控制策略。具体主要工作内容包括:
首先,对直流微电网的重要组成部分进行了建模分析。研究光伏电池的输出特性,分析光伏电池与环境温度、光照强度的对应关系,并对光伏电池的最大功率跟踪控制算法进行总结;分析储能电池在微电网中的作用及其数学模型,提出储能电池的充放电控制策略;分析微电网中双向DC/AC变流器数学模型,利用MATLAB/Simulink软件对基于SVPWM算法DC/AC变流器控制进行了仿真分析。
其次,对直流微电网的等效电路模型进行了分析,提出直流微电网在集中通信控制下及分布式控制下的两种调控策略。考虑微电网的并网及孤岛运行模式需求,在集中通信控制下根据不同的运行状态对应切换稳压源、在分布式控制下根据直流母线电压信号协调微电网内变流器工作方式,实现微电网的稳定调节,最后对两种控制方式进行了仿真验证。
最后,针对直流微电网提出了基于母线电压分层的端对端电能交易控制策略。该策略对直流母线电压进行层级划分,设置变流器动作阈值、模式转换点、电能交易模式运行点、电能交易外部触发条件及内部执行条件,并通过微电网内部各单元间的协调动作,实现电能交易过程的平稳实现、交易动作的有效执行。
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