分布式发电的运行与控制研究【字数：10268】
分布式发电能开发和利用可再生能源和清洁能源，是解决未来能源短缺的必经之路，是集中供电方式不可缺少的部分，将会成为未来能源领域的一个重要的发展方向。本文主要探讨分布式发电技术在实际领域的使用情况，对分布式发电的优点和不足进行了相关的分析和研究，阐述了国际视野上分布式电源的使用及研究情况，为我国分布式发电的研究提供相关的研究资料及建议。
目录
第一章 绪论 1
1.1研究背景及意义 1
1.2研究方案 1
1.3论文结构 2
第二章 分布式发电并网现状分析 3
2.1 分布式发电的概述 3
2.1.1分布式电源的定义 3
2.1.2分布式发电技术的概述 3
2.1.3分布式发电的运行方式 4
2.2分布式发电并网的相关政策措施 5
2.3本章小结 5
第三章逆变器接口分散发电机的控制方案 6
3.1介绍 6
3.2逆变器接口发电系统 6
3.3 PQ控制的理论 6
3.4VSI PQ控制器的基本结构 6
3.5直流电压控制器的PQ控制方案 6
3.6有功电压(PV)控制方案 7
3.7PQ和PV控制器的影响参数 7
3.7.1耦合电感 7
3.7.2 PQ滤波器 7
3.8PV和PQ控制分布式发电系统的限制 7
第四章 SIMULINK环境下分布式发电系统的实现 9
4.1介绍 9
4.2SIMULINK/PSB为电力系统建模的仿真工具 9
4.3PQ控制分布式发电系统 9
4.4PV控制分布式发电系统 11
第五章 PQ和PV控制DG的仿真输出结果 13
5.1介绍 13
5.2PQ控制DG的输出结果 13
5.3PV控制PQ的输出结果 15
第六章 孤立电力系统电压降负荷控制分析 18
6.1 介绍 18
6.2无逆变器接口DGs的隔离系统 18
6.21转入孤岛作业 18 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
6.3 电压退化对无逆变器接口DGs隔离系统的影响 18
6.4电压退化对由同步电机和PQ控制的DGs组成的隔离系统的影响 20
6.4.1短时间操作 20
6.4.2转移孤岛作业 21
6.5电压退化对光伏控制DGs的孤立系统同步一致性的影响。 22
6.5.1转入孤岛作业 22
6.5.2考虑降压后转入孤岛作业 23
6.6结论与意见 24
结论 25
参考文献 26
致谢 27
第一章 绪论
1.1研究背景及意义
目前小型发电机、电力电子和储能设备的技术进步、燃料成本和更严格的环境法规而言，在许多地区建造大型发电厂是经济上不可行的。此外，在农村地区等一些地区，变电站和或配电支线能力可能短缺。因此，分布式发电系统，如微型涡轮机、光伏发电和燃料电池在1（kW）至10（MW）范围内的应用越来越受到人们的关注，电力输送的结构也在发生着根本性的变化。此外，一些利用可再生能源的激励法律也鼓励了更分散的方法但对DGS的兴趣并不局限于电力公司，它对用户也很有吸引力，因为在线路或主变电所中断或计划中断时，DGS可以用来给用户提供食物。从减少排放的角度看，与传统发电厂相比，DGS对社会也很有吸引力[]。
DGS的各种产生源为：传统技术：如柴油发动机，新兴技术：如微型涡轮机或燃料电池，可再生技术：如小型风力涡轮机,光伏发电，或小水电涡轮机。
这些技术基于非常先进的电力电子学，因为大多数DGS需要功率转换器，PWM技术，本论文的任务是嵌入到一种小型隔离电力系统的发电控制方法中，该方法由多个逆变器接口的DGS组成。研究发现，为什么新的趋势是将几个逆变器接口为DGS的小型配电站与大型发电厂相结合，这就提出了如何在一个小系统中控制发电这一特殊问题。使这个问题有点复杂的是它们的显著特点，如无惯性和慢响应。在一个小系统中，典型的扰动可以是转移到孤岛运行模式，也可以是以孤岛模式切换负载。在这种情况下，需要调节功率，如果系统中有自由发电能力，最终的目的是控制系统中不同的DGS，使这种调节能力得到适当的共享。如果系统中的所有DGS都达到了其评级能力，那么问题将是，即使系统中没有免费发电能力，该系统如何才能持续下去。由于大多数负载都具有电压依赖特性，如果电压降低了而不超过允许的限制，则可以降低它们的功耗。本研究的主要成果是提出了一种不同的逆变器与DGS接口的功率共享方法，即一种充分利用系统自由发电容量的方法，最后利用电压退化作为支持系统的替代方案[]。
1.2研究方案
在第一步中，需要对逆变器接口DG的控制方案有一个详细的了解。这一知识是开发适当的模型，即PQ和PV控制的DG，以及参考DG的需要。在隔离系统中建立了模型，以满足网络连接和孤岛结构的操作要求，最后提出一种考虑电压退化的功率分配方法，电压退化是维持系统的最后一种选择，因此需要对系统的各个方面进行研究。这一部分的研究结果表明，与同步电机相比，该方案更适合于由逆变接口的DGS组成的系统。作为最后一步，本文提出的发电控制方法已在一个样本隔离系统中实现，并通过多个实例研究对其有效性进行了评价[]。
1.3论文结构
第三章介绍了逆变器接口发电系统的主要组成，给出了电压源逆变器的电压、频率、有功和再激活控制的理论考虑，并给出了电压源逆变器的一些实用细节。本章还提出了为下一章中开发的不同模型所考虑的基本假设和细节。特别是对直流环节模型和上游发电系统动态特性的讨论具有重要意义。第四章是对逆变器接口发电系统组成的孤立电力系统发电控制机理的全面掌握，并介绍了本课题的研究现状，最后对本文提出的方法进行了详细的理论描述。给出了参考文献和PQ和PV控制DGS的实现细节。第六章包括第五章为建立的模型验证的仿真结果。第六章旨在研究电压退化对孤立电力系统负荷控制的影响。本章从柴油驱动同步电机的基本模型入手，考虑了PQ和PV控制DGS的一步的复杂配置，分析了不同部件之间的相互作用。给出了该方法在一个实例网络上的实现，并对仿真结果进行了解释。在本章中，通过一些案例分析，对该方法的性能进行了评价。本文试图考虑在实际应用中可能发生的各种情况，看看在发生扰动或多个扰动时，如何控制发电，以及如何通过电压退化来维持该系统[]。
目录
第一章 绪论 1
1.1研究背景及意义 1
1.2研究方案 1
1.3论文结构 2
第二章 分布式发电并网现状分析 3
2.1 分布式发电的概述 3
2.1.1分布式电源的定义 3
2.1.2分布式发电技术的概述 3
2.1.3分布式发电的运行方式 4
2.2分布式发电并网的相关政策措施 5
2.3本章小结 5
第三章逆变器接口分散发电机的控制方案 6
3.1介绍 6
3.2逆变器接口发电系统 6
3.3 PQ控制的理论 6
3.4VSI PQ控制器的基本结构 6
3.5直流电压控制器的PQ控制方案 6
3.6有功电压(PV)控制方案 7
3.7PQ和PV控制器的影响参数 7
3.7.1耦合电感 7
3.7.2 PQ滤波器 7
3.8PV和PQ控制分布式发电系统的限制 7
第四章 SIMULINK环境下分布式发电系统的实现 9
4.1介绍 9
4.2SIMULINK/PSB为电力系统建模的仿真工具 9
4.3PQ控制分布式发电系统 9
4.4PV控制分布式发电系统 11
第五章 PQ和PV控制DG的仿真输出结果 13
5.1介绍 13
5.2PQ控制DG的输出结果 13
5.3PV控制PQ的输出结果 15
第六章 孤立电力系统电压降负荷控制分析 18
6.1 介绍 18
6.2无逆变器接口DGs的隔离系统 18
6.21转入孤岛作业 18 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
6.3 电压退化对无逆变器接口DGs隔离系统的影响 18
6.4电压退化对由同步电机和PQ控制的DGs组成的隔离系统的影响 20
6.4.1短时间操作 20
6.4.2转移孤岛作业 21
6.5电压退化对光伏控制DGs的孤立系统同步一致性的影响。 22
6.5.1转入孤岛作业 22
6.5.2考虑降压后转入孤岛作业 23
6.6结论与意见 24
结论 25
参考文献 26
致谢 27
第一章 绪论
1.1研究背景及意义
目前小型发电机、电力电子和储能设备的技术进步、燃料成本和更严格的环境法规而言，在许多地区建造大型发电厂是经济上不可行的。此外，在农村地区等一些地区，变电站和或配电支线能力可能短缺。因此，分布式发电系统，如微型涡轮机、光伏发电和燃料电池在1（kW）至10（MW）范围内的应用越来越受到人们的关注，电力输送的结构也在发生着根本性的变化。此外，一些利用可再生能源的激励法律也鼓励了更分散的方法但对DGS的兴趣并不局限于电力公司，它对用户也很有吸引力，因为在线路或主变电所中断或计划中断时，DGS可以用来给用户提供食物。从减少排放的角度看，与传统发电厂相比，DGS对社会也很有吸引力[]。
DGS的各种产生源为：传统技术：如柴油发动机，新兴技术：如微型涡轮机或燃料电池，可再生技术：如小型风力涡轮机,光伏发电，或小水电涡轮机。
这些技术基于非常先进的电力电子学，因为大多数DGS需要功率转换器，PWM技术，本论文的任务是嵌入到一种小型隔离电力系统的发电控制方法中，该方法由多个逆变器接口的DGS组成。研究发现，为什么新的趋势是将几个逆变器接口为DGS的小型配电站与大型发电厂相结合，这就提出了如何在一个小系统中控制发电这一特殊问题。使这个问题有点复杂的是它们的显著特点，如无惯性和慢响应。在一个小系统中，典型的扰动可以是转移到孤岛运行模式，也可以是以孤岛模式切换负载。在这种情况下，需要调节功率，如果系统中有自由发电能力，最终的目的是控制系统中不同的DGS，使这种调节能力得到适当的共享。如果系统中的所有DGS都达到了其评级能力，那么问题将是，即使系统中没有免费发电能力，该系统如何才能持续下去。由于大多数负载都具有电压依赖特性，如果电压降低了而不超过允许的限制，则可以降低它们的功耗。本研究的主要成果是提出了一种不同的逆变器与DGS接口的功率共享方法，即一种充分利用系统自由发电容量的方法，最后利用电压退化作为支持系统的替代方案[]。
1.2研究方案
在第一步中，需要对逆变器接口DG的控制方案有一个详细的了解。这一知识是开发适当的模型，即PQ和PV控制的DG，以及参考DG的需要。在隔离系统中建立了模型，以满足网络连接和孤岛结构的操作要求，最后提出一种考虑电压退化的功率分配方法，电压退化是维持系统的最后一种选择，因此需要对系统的各个方面进行研究。这一部分的研究结果表明，与同步电机相比，该方案更适合于由逆变接口的DGS组成的系统。作为最后一步，本文提出的发电控制方法已在一个样本隔离系统中实现，并通过多个实例研究对其有效性进行了评价[]。
1.3论文结构
第三章介绍了逆变器接口发电系统的主要组成，给出了电压源逆变器的电压、频率、有功和再激活控制的理论考虑，并给出了电压源逆变器的一些实用细节。本章还提出了为下一章中开发的不同模型所考虑的基本假设和细节。特别是对直流环节模型和上游发电系统动态特性的讨论具有重要意义。第四章是对逆变器接口发电系统组成的孤立电力系统发电控制机理的全面掌握，并介绍了本课题的研究现状，最后对本文提出的方法进行了详细的理论描述。给出了参考文献和PQ和PV控制DGS的实现细节。第六章包括第五章为建立的模型验证的仿真结果。第六章旨在研究电压退化对孤立电力系统负荷控制的影响。本章从柴油驱动同步电机的基本模型入手，考虑了PQ和PV控制DGS的一步的复杂配置，分析了不同部件之间的相互作用。给出了该方法在一个实例网络上的实现，并对仿真结果进行了解释。在本章中，通过一些案例分析，对该方法的性能进行了评价。本文试图考虑在实际应用中可能发生的各种情况，看看在发生扰动或多个扰动时，如何控制发电，以及如何通过电压退化来维持该系统[]。
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