平均值模型的有效性研究及其應(yīng)用.pdf

1、隨著現(xiàn)代電力的不斷發(fā)展，環(huán)境污染狀況日益加劇，可再生能源逐漸成為各國能源發(fā)展的主要目標(biāo)。微電網(wǎng)和柔性直流電網(wǎng)作為接納分布式可再生能源和大規(guī)模集中式可再生能源的有效手段，逐漸成為研究的熱點(diǎn)。微電網(wǎng)需要大量的可控的電力電子裝置進(jìn)行變流處理，同時(shí)柔性直流電網(wǎng)中模塊化多電平換流器也含有數(shù)量眾多的子模塊。這導(dǎo)致在對微電網(wǎng)和柔性直流電網(wǎng)進(jìn)行詳細(xì)模型仿真時(shí)，內(nèi)存需求大，仿真速度慢，仿真時(shí)間長。
　　針對含有大規(guī)模電力電子裝置的微電網(wǎng)和模塊化多電

2、平換流器的柔性直流輸電系統(tǒng)，論文深入開展了平均值建模方法的有效性評估和應(yīng)用研究，主要工作如下:
　　(1)系統(tǒng)分析了平均值建模理論。首先分析了平均值建模方法的基本原理，在此基礎(chǔ)上，對平均值建模的兩種方法—狀態(tài)空間平均法和開關(guān)周期平均法進(jìn)行了詳細(xì)的理論推導(dǎo)，為微電網(wǎng)和柔性直流輸電系統(tǒng)平均值模型的建立奠定了基礎(chǔ)。
　　(2)研究了含典型電力電子裝置的微電網(wǎng)快速仿真。首先，根據(jù)平均值建模方法，建立了微網(wǎng)中典型電力電子裝置（DC/D

3、C、DC/AC、AC/DC變換器）的平均值模型，并驗(yàn)證了它們的有效性;其次，建立了微電網(wǎng)中兩種典型分布式電源——光伏發(fā)電和微型燃汽輪機(jī)的模型;再次，將平均值建模方法應(yīng)用于微電網(wǎng)的快速仿真，建立了含典型電力電子裝置的微電網(wǎng)的平均值模型;最后，在MATLAB中搭建了微電網(wǎng)的詳細(xì)模型和平均值模型，通過對比仿真結(jié)果，驗(yàn)證了平均值建模方法的精度和快速性。
　　(3)研究了基于模塊化多電平換流器柔性直流輸電系統(tǒng)的快速仿真。首先，分析了MMC詳

4、細(xì)模型的工作原理、調(diào)制方式，以及MMC子模塊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和工作方式;其次，根據(jù)平均值建模方法，建立了MMC的平均值模型和基于MMC的柔性直流輸電系統(tǒng)的平均值模型，最后，在PSCAD中搭建了41電平MMC柔性直流輸電系統(tǒng)的詳細(xì)模型與平均值模型，通過對比分析在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和暫態(tài)故障下平均值模型和詳細(xì)模型的仿真結(jié)果，驗(yàn)證了MMC平均值模型在仿真精度和計(jì)算效率方面的有效性。
　　論文的研究結(jié)果表明，平均值模型能夠在合理的精度范圍內(nèi)正確反映被建模