光伏-燃料電池-蓄電池微電網(wǎng)系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著環(huán)境的日益惡化和能源的枯竭，人們越來越重視可再生分布式能源的發(fā)展，其中如何提高分布式能源的發(fā)電效率和系統(tǒng)供電可靠性是研究的重點。微電網(wǎng)包含分布式發(fā)電裝置，例如光伏發(fā)電、燃料電池、風力發(fā)電和微型燃氣輪機、儲能裝置、敏感負荷及可控負荷。微電網(wǎng)可以并網(wǎng)運行，也可以孤島運行。無論哪種模式之下，微電網(wǎng)運行控制目標首先是保證系統(tǒng)穩(wěn)定性，然后是充分考慮微電網(wǎng)的運行經(jīng)濟性。
　　燃料電池是一種先進的清潔能源，具有能量轉(zhuǎn)換效率高、能量密度大、可

2、控性強、運行噪音低、低熱輻射和低排放無污染等優(yōu)點。質(zhì)子交換膜燃料電池是本文研究的重點，本文針對光伏-燃料電池-蓄電池微電網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)展開了深入的研究。
　　首先根據(jù)光伏發(fā)電單元、燃料電池、蓄電池的數(shù)學模型建立了仿真模型，并對它們的輸出特性進行了分析。針對上述各分布式電源的輸出特性設計了逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)。光伏發(fā)電特性易受環(huán)境因素(輻照量、溫度)的影響，光伏單元采用電導增量法的MPPT控制策略，針對燃料電池和蓄電池介紹了PQ、V/F以及

3、Droop控制策略，PQ控制策略主要應用于并網(wǎng)運行， V/F控制策略應用于孤島運行狀態(tài)。
　　質(zhì)子交換膜燃料電池輸出具有軟特性，并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)需要通過DC/DC和DC/AC并入配電網(wǎng)，并采用PQ控制策略控制輸出。通過研究在配電網(wǎng)發(fā)生故障導致電壓跌落過程中燃料電池輸出功率的暫態(tài)特性，本文提出了一種由一個電壓源、電阻和電感組成的等效電路模型，該模型可應用于配電網(wǎng)的暫態(tài)分析，可以將燃料電池發(fā)電系統(tǒng)看做一個廣義上的動態(tài)負荷來處理。燃料電池并

4、網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)在配電網(wǎng)正常運行下，進一步研究了改變?nèi)剂想姵貐⒖驾敵鲋岛笕剂想姵毓β实妮敵鎏匦郧€，提出了一種含有一個受控電流源、電容、電阻、電感所組成的等效電路模型，通過該等效電路模型可以得出燃料電池輸出的等效傳遞函數(shù)，該傳遞函數(shù)可應用于微電網(wǎng)的潮流分析，最后通過參數(shù)辨識的方式得到了等效電路的模型。
　　微電網(wǎng)的潮流控制可以減少微電網(wǎng)對大電網(wǎng)的沖擊，本文針對光伏-燃料電池-蓄電池微電網(wǎng)系統(tǒng)設計了分層結(jié)構(gòu)下微電網(wǎng)的潮流控制策略，并加入了