微网能量控制策略研究

随着微网技术的发展,新能源发电的应用范围不断增大。微网能量控制策略在微网系统中的应用,将为实现新能源的充分利用、保障用户需求、平衡有功无功、保障经济效益提供重要支持。如何实现微网能量的有效控制调度,使各个环节相互配合,实现微网系统的稳定运行及状态切换,成为急需解决的问题。 本文主要进行了微网能量控制策略研究,包括Matlab/Simulink风光储微网系统建模、微网能量控制策略仿真、实验验证及项目中的应用设计。 论文首先对微网系统的各组成部分进行研究,详细分析了微网系统中光伏、风电和储能的工作原理、拓扑结构及控制策略。光伏部分对池板的光伏输出特性进行研究,并在多种MPPT追踪方法中选择了导纳增量法完成了分析和建模仿真；风电部分对风电系统的原理及变流器进行了研究；储能部分实现了储能分别采用PQ控制和下垂控制两种充放电策略的建模仿真；负荷部分进行了简单的分级。同时对比微网控制策略中的主从控制、对等控制和综合控制,在本论文中选择综合控制。最后完成了微网系统在Matlab/Simulink中的整体建模,分别包括简化模型和完整模型。 在此基础上进行微网系统能量控制策略的设计及仿真,包括并网运行、孤岛运行及并离网切换三种情况。并网运行时主要通过调节储能系统充放电实现功率平滑控制,本文对两种功率平滑方法进行了仿真研究并验证了效果。同时对削峰填谷和防逆流也进行了一定的研究；在孤岛状态下,针对超负荷情况以及风电或光伏输出功率过多等工况进行了研究,通过合理协调各DG的输出功率,同时对负荷进行合理投切控制,有效保证了微网系统的功率平衡和频率电压稳定；在并离网切换情况下,主要涉及储能系统的工作模式切换,以及微网系统的的再同步调节,在本文设计了两种再并网调节方法。最终仿真结果证明,通过所设计的微网能量控制策略,有效实现了微网系统分别在并离网状态下的稳定运行控制、功率平滑及并离网无缝切换,验证了所建立的仿真模型和微网能量控制策略的的正确性及可行性。 论文最后在微网实验室中进行了各种工况下的实验,同时在实际应用项目中,配合软硬件设计实现了能量控制策略的实际应用,通过将实验波形以及实际运行数据波形与仿真结果对比,再次验证了微网能量控制策略的合理可行。