交直流混合微網(wǎng)答辯PPT

1、交直流混合微網(wǎng)協(xié)同控制及主動負(fù)荷響應(yīng)策略研究指導(dǎo)教師：姓 名：學(xué) 號：論文框架12345緒論：課題背景意義、研究現(xiàn)狀微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及微源建?；旌衔⒕W(wǎng)協(xié)同控制策略研究微網(wǎng)系統(tǒng)主動負(fù)荷響應(yīng)結(jié)論1 緒論本文的課題背景及意義：本文的課題背景及意義： 化石能源的逐漸枯竭、核電項(xiàng)目受限、電力結(jié)構(gòu)老化、環(huán)境污染化石能源的逐漸枯竭、核電項(xiàng)目受限、電力結(jié)構(gòu)老化、環(huán)境污染嚴(yán)重、傳統(tǒng)電力系統(tǒng)容易受到攻擊、城市配電系統(tǒng)升級緩慢以及嚴(yán)重、傳統(tǒng)電力系統(tǒng)容易受到攻擊、城市配電系統(tǒng)升級緩慢以及多次大規(guī)模停電事故等問題相繼出現(xiàn)。研究微網(wǎng)具有重要意義。多次大規(guī)模停電事故等問題相繼出現(xiàn)。研究微網(wǎng)具有重要意義。 傳統(tǒng)的交流微網(wǎng)和直流微

2、網(wǎng)因其存在交直流形式的轉(zhuǎn)換致使網(wǎng)內(nèi)傳統(tǒng)的交流微網(wǎng)和直流微網(wǎng)因其存在交直流形式的轉(zhuǎn)換致使網(wǎng)內(nèi)大量使用電力電子轉(zhuǎn)換設(shè)備。交直流混合微網(wǎng)含有交直流兩條母大量使用電力電子轉(zhuǎn)換設(shè)備。交直流混合微網(wǎng)含有交直流兩條母線，可以有效的減少電力電子轉(zhuǎn)換設(shè)備的使用，減小網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成線，可以有效的減少電力電子轉(zhuǎn)換設(shè)備的使用，減小網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，提高系統(tǒng)綜合利用效率。因此研究交直流混合微網(wǎng)結(jié)構(gòu)、控本，提高系統(tǒng)綜合利用效率。因此研究交直流混合微網(wǎng)結(jié)構(gòu)、控制具有重要意義。制具有重要意義。 微網(wǎng)中部分微源具有隨機(jī)性，其輸出受環(huán)境影響波動性較大，容微網(wǎng)中部分微源具有隨機(jī)性，其輸出受環(huán)境影響波動性較大，容易形成負(fù)荷高峰期無電可賣，負(fù)

3、荷低谷期無人買電的尷尬局面，易形成負(fù)荷高峰期無電可賣，負(fù)荷低谷期無人買電的尷尬局面，出現(xiàn)棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象，造成能源的浪費(fèi)。通過引入激勵政策可以出現(xiàn)棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象，造成能源的浪費(fèi)。通過引入激勵政策可以改變用戶的用電規(guī)律，實(shí)現(xiàn)削峰填谷，提高微網(wǎng)系統(tǒng)的綜合利用改變用戶的用電規(guī)律，實(shí)現(xiàn)削峰填谷，提高微網(wǎng)系統(tǒng)的綜合利用效率。如何引入激勵政策，來實(shí)現(xiàn)主動負(fù)荷響應(yīng)具有重要研究意效率。如何引入激勵政策，來實(shí)現(xiàn)主動負(fù)荷響應(yīng)具有重要研究意義。義。1 緒論本文的主要研究內(nèi)容：本文的主要研究內(nèi)容： 研究交直流混合微網(wǎng)中各模塊的數(shù)學(xué)模型，并建立其仿真模型。研究交直流混合微網(wǎng)中各模塊的數(shù)學(xué)模型，并建立其仿真模型。其中包括：

4、光伏模塊、風(fēng)力發(fā)電模塊、雙向其中包括：光伏模塊、風(fēng)力發(fā)電模塊、雙向DC/DCDC/DC模塊和雙向模塊和雙向AC/DCAC/DC模塊模塊 研究交直流混合微網(wǎng)的協(xié)同控制策略，其中包括：聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行控制研究交直流混合微網(wǎng)的協(xié)同控制策略，其中包括：聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行控制策略和孤網(wǎng)運(yùn)行控制策略策略和孤網(wǎng)運(yùn)行控制策略 針對充分利用風(fēng)能和光能情況下燃?xì)廨啓C(jī)輸出峰谷差過大的問題，針對充分利用風(fēng)能和光能情況下燃?xì)廨啓C(jī)輸出峰谷差過大的問題，研究一種基于蟻群算法的主動負(fù)荷響應(yīng)策略。通過在微網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)研究一種基于蟻群算法的主動負(fù)荷響應(yīng)策略。通過在微網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)引入電價激勵政策來實(shí)現(xiàn)家庭用電費(fèi)用最小化的同時，減小燃?xì)庖腚妰r激勵政策來實(shí)現(xiàn)

5、家庭用電費(fèi)用最小化的同時，減小燃?xì)廨啓C(jī)輸出峰谷差，提高燃?xì)廨啓C(jī)的綜合利用效率。輪機(jī)輸出峰谷差，提高燃?xì)廨啓C(jī)的綜合利用效率。2 微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及微源建模交直流混合微網(wǎng)的結(jié)構(gòu)：交直流混合微網(wǎng)的結(jié)構(gòu)：2 微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及微源建模光伏陣列數(shù)學(xué)模型光伏陣列數(shù)學(xué)模型pvspvt()/pvpvpvsc0sh(1)UR IUUIIIIeR3sc1I(1(1)CIIC eDm2oc/()1msc(1/)VC VCIIe2mocmsc(/-1)/ln(1-/)CVVIIV32ocUDCC UIscrefref(1)TSSDDISSvTsIDDRD TcrefDTT2 微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及微源建模光伏陣列數(shù)學(xué)模型光伏陣列數(shù)學(xué)

6、模型01002003004005006000246810輸 出 電 壓 （ V）輸出電流（A）不 同 光 強(qiáng) 下 電 壓 電 流 關(guān) 系 1000W/m2800W/m2600W/m2400W/m2010020030040050060000.511.522.533.544.5輸 出 電 壓 （ V）輸出功率（W）不 同 光 強(qiáng) 下 電 壓 功 率 關(guān) 系 1000W/m2800W/m2600W/m2400W/m2010020030040050060000.511.522.533.544.5輸 出 電 壓 （ V）輸出功率（MW）不 同 溫 度 下 電 壓 功 率 關(guān) 系 80攝 氏 度60攝 氏

7、 度40攝 氏 度20攝 氏 度01002003004005006000246810輸 出 電 壓 （ V）輸出電流（A）不 同 溫 度 下 電 壓 電 流 關(guān) 系 80攝 氏 度60攝 氏 度40攝 氏 度20攝 氏 度2 微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及微源建模最大功率追蹤流程圖最大功率追蹤流程圖2 微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及微源建模最大功率追蹤仿真最大功率追蹤仿真2 微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及微源建模風(fēng)機(jī)建模及仿真風(fēng)機(jī)建模及仿真0204060801001201401601802001114172023262932時 間 （ s）輸出功率（MW）風(fēng) 速 與 輸 出 關(guān) 系 02040608010012014016018020067

8、8910111213風(fēng)速（m/s）輸 出 功 率風(fēng) 速葉片葉片：傳動傳動機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu):23cp0.5( ,)Prv C cc/TPtct1d1()dTTTtt2tmd()dt TTt2 微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及微源建模雙向雙向DC/DC建模及仿真建模及仿真2()/dcbaindcoinUUPUR2()/1dcbaoutdcooutU UPUR2 微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及微源建模雙向雙向DC/DC建模及仿真建模及仿真12-UUR I2 微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及微源建模雙向雙向AC/DC變流器模型變流器模型d2dd1drefddqq2qq1qrefqqd()()s()()skekiiuLikekiiuLi 2 微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及微源建

9、模系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2 微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及微源建模系統(tǒng)整體仿真圖系統(tǒng)整體仿真圖3 混合微網(wǎng)協(xié)同控制策略研究微網(wǎng)控制系統(tǒng)微網(wǎng)控制系統(tǒng)微網(wǎng)的控制系統(tǒng)主要分為微網(wǎng)管理系統(tǒng)和本地控制器兩個層次。微網(wǎng)管理系統(tǒng)是整個微網(wǎng)的核心控制器，保證整個微網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。其主要功能有：制定發(fā)電計(jì)劃，檢測系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，控制微源工作模式，實(shí)現(xiàn)主動負(fù)荷響應(yīng)等。本地控制器處于每個微源及負(fù)荷側(cè)，其主要作用是實(shí)現(xiàn)對每個微源及負(fù)荷的控制。3 混合微網(wǎng)協(xié)同控制策略研究聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行控制策略聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行控制策略外電網(wǎng)提供支撐；光伏、風(fēng)電以最大功率輸出；蓄電池調(diào)節(jié)直流側(cè)電壓；微網(wǎng)管理系統(tǒng)根據(jù)蓄電池狀態(tài)充放電；并網(wǎng)逆變器調(diào)節(jié)直流側(cè)功率平衡；燃?xì)廨啓C(jī)

10、調(diào)節(jié)與外電網(wǎng)交換功率；3 混合微網(wǎng)協(xié)同控制策略研究聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行雙向聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行雙向AC/DCAC/DC控制器設(shè)計(jì)控制器設(shè)計(jì)idrefdcpcbaPVLn()()/skiUkIIIIS3 混合微網(wǎng)協(xié)同控制策略研究聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行交換功率調(diào)節(jié)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行交換功率調(diào)節(jié)3 混合微網(wǎng)協(xié)同控制策略研究聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行控制效果仿真聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行控制效果仿真- -交流側(cè)投切負(fù)荷交流側(cè)投切負(fù)荷3 混合微網(wǎng)協(xié)同控制策略研究聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行控制效果仿真聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行控制效果仿真- -直流側(cè)投切負(fù)荷直流側(cè)投切負(fù)荷3 混合微網(wǎng)協(xié)同控制策略研究聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行控制效果仿真聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行控制效果仿真- -交直流離合交直流離合3 混合微網(wǎng)協(xié)同控制策略研究孤網(wǎng)運(yùn)行控制策略孤網(wǎng)運(yùn)行控制策略

11、蓄電池控制直流側(cè)電壓穩(wěn)定；光伏以最大功率輸出；風(fēng)電參與系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)作為主要微源進(jìn)行調(diào)節(jié)；雙向AC/DC變流器采用PI加PID相結(jié)合的方式間接利用蓄電池功率對交流側(cè)擾動進(jìn)行調(diào)節(jié)。3 混合微網(wǎng)協(xié)同控制策略研究孤網(wǎng)運(yùn)行雙向孤網(wǎng)運(yùn)行雙向AC/DCAC/DC控制器設(shè)計(jì)控制器設(shè)計(jì)主要分為兩部分：蓄電池控制部分和頻率控制部分。蓄電池調(diào)節(jié)部分主要利用PI調(diào)節(jié)使蓄電池輸出電流快速達(dá)到控制電流值Ic ， Ic為系統(tǒng)根據(jù)蓄電池狀態(tài)發(fā)出的充放電電流信號；系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)部分主要利用PID控制使直流部分可以快速的對交流側(cè)擾動做出調(diào)節(jié)，減小系統(tǒng)頻率的改變幅度。iifdrefdcpcbaPVLnpfdfn=*(+)(-

12、)+)/+(+s)(- )sskkiUkIIIISkkf f3 混合微網(wǎng)協(xié)同控制策略研究孤網(wǎng)運(yùn)行槳距角控制孤網(wǎng)運(yùn)行槳距角控制風(fēng)電機(jī)組主要通過對系統(tǒng)頻率進(jìn)行實(shí)時測量，然后對頻率偏差進(jìn)行PI調(diào)節(jié)以實(shí)現(xiàn)對槳距角的控制，進(jìn)而改變風(fēng)電機(jī)組的輸出功率實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)頻率的調(diào)節(jié)3i0pn()()/()kkffkvs3 混合微網(wǎng)協(xié)同控制策略研究孤網(wǎng)運(yùn)行頻率調(diào)節(jié)過程孤網(wǎng)運(yùn)行頻率調(diào)節(jié)過程- -投切交流負(fù)荷投切交流負(fù)荷3 混合微網(wǎng)協(xié)同控制策略研究孤網(wǎng)運(yùn)行頻率調(diào)節(jié)過程孤網(wǎng)運(yùn)行頻率調(diào)節(jié)過程- -投切直流負(fù)荷投切直流負(fù)荷3 混合微網(wǎng)協(xié)同控制策略研究孤網(wǎng)運(yùn)行投切負(fù)荷孤網(wǎng)運(yùn)行投切負(fù)荷三種模式： 1） 燃?xì)廨啓C(jī)獨(dú)立調(diào)節(jié) 2） 燃?xì)廨?/p>

13、機(jī)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組協(xié)同調(diào)節(jié) 3） 燃?xì)廨啓C(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和蓄電池協(xié)同調(diào)節(jié)兩種擾動： 1） 在第10s時投入5MW負(fù)荷 2） 在第55s時切除5MW負(fù)荷3 混合微網(wǎng)協(xié)同控制策略研究孤網(wǎng)運(yùn)行投切交流負(fù)荷孤網(wǎng)運(yùn)行投切交流負(fù)荷3 混合微網(wǎng)協(xié)同控制策略研究孤網(wǎng)運(yùn)行投切交流負(fù)荷孤網(wǎng)運(yùn)行投切交流負(fù)荷3 混合微網(wǎng)協(xié)同控制策略研究孤網(wǎng)運(yùn)行投切直流負(fù)荷孤網(wǎng)運(yùn)行投切直流負(fù)荷3 混合微網(wǎng)協(xié)同控制策略研究孤網(wǎng)運(yùn)行投切直流負(fù)荷孤網(wǎng)運(yùn)行投切直流負(fù)荷3 混合微網(wǎng)協(xié)同控制策略研究孤網(wǎng)運(yùn)行交直流離合孤網(wǎng)運(yùn)行交直流離合3 混合微網(wǎng)協(xié)同控制策略研究孤網(wǎng)運(yùn)行交直流離合孤網(wǎng)運(yùn)行交直流離合4 微網(wǎng)系統(tǒng)主動負(fù)荷響應(yīng)微網(wǎng)日功率特性微網(wǎng)日功率特性

14、4 微網(wǎng)系統(tǒng)主動負(fù)荷響應(yīng)電價激勵政策電價激勵政策000(1.60.4) (84.4%)Pr1.684.4%34.2%YYiceYPr1.19520.2088ice時段/h電價/元時段/h電價/元時段/h電價/元010.200890.59116170.800120.2099100.61817180.788230.20310110.63818190.740340.21711120.58319200.674450.32512130.54720210.484560.40713140.54021220.328670.55514150.64222230.256780.55615160.75023240.2

15、004 微網(wǎng)系統(tǒng)主動負(fù)荷響應(yīng)蟻群算法求解過程蟻群算法求解過程4 微網(wǎng)系統(tǒng)主動負(fù)荷響應(yīng)m8m6m4m5m2m1m3？m10m11m7m12m9 m13m15m16 ( , ) ( , ), ( , ) ( , )( , )0,s Qj tj tjQj sj sP j tjQ蟻群算法求解演示蟻群算法求解演示4 微網(wǎng)系統(tǒng)主動負(fù)荷響應(yīng)主動負(fù)荷響應(yīng)對比驗(yàn)證結(jié)果主動負(fù)荷響應(yīng)對比驗(yàn)證結(jié)果4 微網(wǎng)系統(tǒng)主動負(fù)荷響應(yīng)削峰填谷效果削峰填谷效果024681012141618202224101520253035404550時 刻 （ h）功率（MW）燃 氣 輪 機(jī) 日 輸 出 曲 線 0%10%20%30%40%百分比

16、峰值(MW)谷值(MW)峰谷差MW)042.1717.1125.0710%39.7519.4720.2820%37.8021.4616.33 30%35.8423.4512.3940%34.5524.2810.2750%36.8924.5112.3860%40.8522.7218.1370%44.8120.4224.385 結(jié)論 1） 根據(jù)光伏發(fā)電模型，分析了不同環(huán)境下輸出電流和輸出功率與輸出電壓的關(guān)系，根據(jù)功率電壓特性曲線，成功利用擾動觀察法實(shí)現(xiàn)最大功率追蹤；通過對蓄電池出口雙向DC/DC變流器控制，成功實(shí)現(xiàn)蓄電池對直流母線電壓的控制。 2） 提出了交直流混合微網(wǎng)在聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)下的控制策略：光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電以最大功率輸出以充分利用可再生能源，微網(wǎng)管理系統(tǒng)通過控制微型燃?xì)廨啓C(jī)輸出功率來調(diào)節(jié)與外電網(wǎng)的交換功率，蓄電池僅參與直流母線電壓調(diào)節(jié)，并通過微網(wǎng)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)輸出快速歸零。仿真結(jié)果證明了聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行控制策