基于UPQC的风光储微电网多工况电能质量研究

来源 :沈阳农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:asdf20091234567889
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近年来,微电网因其供电可靠性高、低碳环保等特点得到广泛关注。与其他形式微电网相比,风光储微电网拥有储能部分,其能源综合利用效率高、应用范围广。由于风光储微电网其结构的特殊性,其电能质量问题与内部分布式电源、储能装置、负荷等运行特性有关,并受外部相连的配电网影响。基于风光储微电网电能质量的特性,本文针对风光储微电网多工况电能质量问题做了如下研究:1)针对风光储微电网的基本结构特点,结合风力发电基本原理、光伏发电基本原理以及蓄电池基本原理综合分析,建立风光储微电网Matlab/Simulink仿真,分析研究风光储微电网基本性能。2)针对风光储微电网的基本特性,研究统一电能质量调节器(UPQC)的拓扑结构,分析其工作原理,建立UPQC串联、并联和储能单元的数学模型,阐述UPQC改善风光储微电网电能质量问题的工作原理和控制目标。3)研究UPQC的电流和电压指令信号检测方法,确定Park变换法作为UPQC串联补偿单元指令电压检测方法,确定LMS自适应预测法作为UPQC并联补偿单元指令电流检测方法。因LMS自适应预测法为达到无延时排查控制的目的,会抑制放大高次的谐波部分,导致高次谐波的分析能力弱化。所以将小波包法作为高频部分指令电流检测方法,作为LMS自适应预测法高频谐波检测的补充,从而实现UPQC指令信号的全方位精准检测。对上述检测方法进行Matlab/Simulink仿真研究,验证其有效性与可行性。4)研究基于UPQC改善风光储微电网电能质量的多工况控制策略,其中UPQC串联单元采用自适应三角载波控制法,提高配网侧电压中发生对称性三相骤升或跌落、两相不对称性骤升或跌落、三相不平衡等问题时的补偿性能。UPQC并联单元采用基于空间矢量的滞环比较控制策略,提高微电网侧发生非线性负载、接入不平衡负载时的补偿性能。UPQC储能单元采用双向DC/DC变换器控制策略,平抑分布式电源功率波动引起微电网电压和电流的波动,提高平抑效果。为验证本文所述控制策略的有效性,在Matlab/Simulink环境下仿真,设置多种工况,对改善风光储微电网的电压质量、电流质量、分布式电源参数波动引起的微电网电压和电流波动等几个方面进行仿真研究。仿真结果表明,本文采用的基于UPQC改善风光储微电网电能质量多工况控制策略的有效性和可行性。
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