基于互联网结构的能源微网控制系统研究

当今能源消耗有相当一部分是由不可再生能源产生的,而可再生能源的利用率却非常低,这对于日益迫切的能源危机却是一个亟待解决的问题。显然通过提高绿色能源和可再生能源的利用率,可以解决能源危机。为了实现这一目标,我们不仅要鼓励建设一体化大型风电场和太阳能电场,而且应该利用小容量可再生分布式能源。为了充分利用居民用户级分布式能源,一些学者提出了微型电网的概念。微网作为分布式电源利用的有效途径,发展非常迅速,国内外研究如火如荼,其中美国北卡州立大学提出了新型智能微网系统,未来可再生电能传输和管理系统-FREEDM (Future Renewable Electric Energy Delivery and Management) 本文以FREEDM系统的先进理念为研究背景,提出了适应我国发展的互联网结构能源微网并对其控制系统进行研究。首先对智能能源网的思想进行阐述,然后对分布式能源(包括小型风力发电,光伏电池,燃气轮机,冷热电联供系统等),储能设备,负载等微网单元进行建模仿真。 其次,对FREEDM系统的核心设备固态变压器进行了仿真建模,分析了现阶段固态变压器的各种拓扑结构,提出了一种适合本课题的固态变压器结构。国内对固态变压器的研究尚处于起步阶段,本文在前人研究的基础上,对固态变压器的传统电压电流双闭环控制作了改进,提出了一种新的控制方法。 最后对互联网结构能源微网控制系统进行研究,搭建了互联网能源微网控制系统仿真平台,对系统的分布式能源,储能,负载的参数进行配置。根据不同的负载和电源情况,研究了下垂控制在该系统中的应用,针对下垂控制方法研究了该系统的功率平衡控制。对仿真结果进行分析,实验结果表明该网络结构的能源微网的控制效果良好。