基于風(fēng)力與光伏混合發(fā)電的微網(wǎng)建模和仿真技術(shù)研究.pdf

1、本論文針對風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電混合應(yīng)用的微網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模與仿真模擬開展了一系列的研究工作。目前，基于新能源開發(fā)利用的微網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)還處于試驗(yàn)階段，因此人們?nèi)狈ξ⒕W(wǎng)建設(shè)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，需要提前應(yīng)用準(zhǔn)確的模型對其進(jìn)行有效的仿真運(yùn)行，根據(jù)仿真結(jié)果完善系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和配置，并對可能出現(xiàn)的問題采取預(yù)防措施，確保實(shí)際工程的順利進(jìn)行。本文根據(jù)新能源特性提出了利用風(fēng)能和太陽能混合發(fā)電的微網(wǎng)系統(tǒng)，對系統(tǒng)各部分進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模，在電力系統(tǒng)仿真軟件PSCAD/EMTDC中

2、以仿真試驗(yàn)驗(yàn)證模型的正確性，并通過仿真實(shí)際算例驗(yàn)證了風(fēng)光混合發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)勢。
　　 本文首先對基于新能源的微網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了簡要介紹，討論了發(fā)展清潔綠色新能源的必要性，闡明了進(jìn)行微網(wǎng)仿真的意義。對微網(wǎng)系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)論述，并列舉出微網(wǎng)系統(tǒng)的最新研究成果和工程范例。根據(jù)微網(wǎng)的研究現(xiàn)狀指出本文的主要工作在于建立準(zhǔn)確的微網(wǎng)數(shù)學(xué)模型并搭建有效的仿真模型。
　　 結(jié)合微網(wǎng)的概念與結(jié)構(gòu)，從系統(tǒng)級層面對微網(wǎng)系統(tǒng)的控制策略

3、進(jìn)行了詳細(xì)論述。微網(wǎng)有兩種運(yùn)行方式，并網(wǎng)運(yùn)行與孤島運(yùn)行，不同的運(yùn)行方式對應(yīng)著不同的控制策略，在兩種運(yùn)行狀態(tài)之間切換時(shí)應(yīng)當(dāng)是平滑地?zé)o縫切換。微網(wǎng)運(yùn)行的基本要求是要滿足負(fù)荷的運(yùn)行要求，保證穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)的電能質(zhì)量。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)有多種類型，本文討論了主要的三種風(fēng)機(jī)類型，分別闡明了它們的工作特點(diǎn)。文章還介紹了光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作原理、過程及應(yīng)用。
　　 永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)因其可靠簡單等優(yōu)點(diǎn)而具有非常大的發(fā)展?jié)摿?。在并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)往往采

4、取最大風(fēng)能利用的控制策略，根據(jù)風(fēng)速的變化，通過調(diào)整風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉尖速比和槳距角來實(shí)現(xiàn)風(fēng)力機(jī)功率的最大傳輸。孤島運(yùn)行時(shí)，則需要著重對微網(wǎng)進(jìn)行電壓和頻率控制。通過對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模，在PSCAD軟件中進(jìn)行了仿真。
　　 光伏發(fā)電系統(tǒng)容易受到外界環(huán)境條件的影響，如溫度、光照等因素。當(dāng)外界條件發(fā)生變化時(shí)，光伏發(fā)電系統(tǒng)的狀態(tài)會相應(yīng)地發(fā)生變化。利用最大功率點(diǎn)追蹤原理可以保證光伏發(fā)電系統(tǒng)的最佳運(yùn)行狀態(tài)。光伏發(fā)電的控制策略與風(fēng)力發(fā)電類似，在

5、前級換流電路采取最大功率追蹤控制，在后級逆變器電路進(jìn)行功率或者電壓的控制。本文對光伏發(fā)電系統(tǒng)也進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)學(xué)建模，并在PSCAD軟件中對光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，通過分析，證明了模型的正確性。
　　 在風(fēng)力發(fā)電與光伏發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型已經(jīng)建立的基礎(chǔ)上，將二者聯(lián)合組成混合發(fā)電的微網(wǎng)系統(tǒng)，對其不同運(yùn)行狀態(tài)和實(shí)際算例進(jìn)行仿真，結(jié)果表明風(fēng)力發(fā)電與光伏發(fā)電互補(bǔ)發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)具備一定的優(yōu)點(diǎn)，從長期來看在運(yùn)行平穩(wěn)性方面要比單獨(dú)類型能源發(fā)電的微網(wǎng)