直流微电网建模与控制策略研究

能源危机促进了可再生分布式发电的迅速发展。为了减小分布式电源直接并网对电能质量的影响，通常将各种分布式发电装置有机结合组成微电网，然后并入主电网。交流微电网是目前主流的微电网形式，但是直流负荷的增加和直流分布式电源规模化给交流微电网带来了许多问题。将直流负荷和分布式电源直接接入直流微电网的形式在成本投资、电能质量以及可控性等方面都有很大的优势，借助电力电子技术可以实现对直流微电网的灵活控制，充分发挥直流微电网的优势。 本文深入分析了直流微电网的构成和微电源接口电路的原理与控制方式，在Matlab/Simulink环境下构建了并网型直流微电网模型。针对光伏发电系统，提出了指数型变步长扰动观察法的MPPT控制策略和恒压控制策略，建立了光伏发电系统模型；在蓄电池DC/DC接口控制方面，提出了充放电控制策略，实现了蓄电池双向充放电控制；在此基础上接入了小功率直驱式风力发电机仿真模型，使研究的直流微电网更具实用性。 针对光伏直流微电网提出了协调电压控制策略。直流微电网无需考虑频率和相位问题，以直流母线电压为衡量系统稳定的唯一指标，因此控制直流母线电压稳定显得尤为重要。按照稳压源的不同将直流微电网分为三种基本运行状态，依据直流母线电压与蓄电池荷电状态SOC%(State of Charge)对三种状态间的转换进行控制，实现了直流微电网电压稳定控制的同时也达到了能量管理的目的。然后将小功率风力发电机接入直流微电网，实现了风光储直流微电网的电压控制，考虑了风机在夜间与白天参与稳压控制时投入的优先级不同。最后做了仿真模拟，结果表明提出的协调电压控制策略能够保证直流微电网的稳定运行和各状态的无缝切换。