基于DSP的儲能改善直流微網(wǎng)電能質量研究.pdf

1、為應對能源危機、優(yōu)化能源結構，近年來以可再生能源作為重要能源的直流微電網(wǎng)技術得到了迅速發(fā)展。與直流微電網(wǎng)相關的一系列關鍵技術成為研究的熱點，直流微電網(wǎng)電能質量問題分析與治理則是其中的關鍵技術之一。由于直流微電網(wǎng)系統(tǒng)本身的特殊性，其電能質量問題與內部分布式微源、儲能裝置及負荷的運行特性密切相關?；谥绷魑㈦娋W(wǎng)的結構特殊性，本文采用混合儲能技術對直流微電網(wǎng)的電能質量問題進行綜合治理。本文圍繞直流微電網(wǎng)的電能質量問題治理，著重研究了以下幾個方

2、面。
　　首先介紹了微電網(wǎng)的研究背景和研究意義，介紹了國內外微電網(wǎng)的研究成果，包括微電網(wǎng)新能源的接入研究、微電網(wǎng)運行狀態(tài)控制的研究及微電網(wǎng)電能質量改善的研究并指出了本文的研究重點。
　　其次介紹了本文研究的混合儲能特性，接口電路及其控制方法。首先分析了目前微電網(wǎng)中常用的能量儲存方式，包括超級電容器儲能、蓄電池儲能、飛輪儲能等，之后介紹了混合儲能的接口電路即雙向DC/DC電路的拓撲結構、運行原理及工作狀態(tài)，最后綜合儲能原件各不

3、相同的特性分別設計了接口電路的控制系統(tǒng)。
　　接著對直流微電網(wǎng)中電能質量問題的形成原因進行了研究分析。在電能質量問題產(chǎn)生原因方面，著重研究了包括太陽能電池及風力發(fā)電機在內的分布式電源對直流微電網(wǎng)的影響;直流微電網(wǎng)離網(wǎng)時大型負荷及沖擊性負荷投切對直流微電網(wǎng)穩(wěn)定運行產(chǎn)生影響;切換直流微電網(wǎng)運行狀態(tài)對直電能質量的影響等。在研究分析導致直流微電網(wǎng)電能質量出現(xiàn)問題的原因之后得出將直流微電網(wǎng)電能質量問題歸結到直流母線電壓問題的結論，提出通過辨

4、識直流母線電壓問題檢測直流微電網(wǎng)電能質量的治理方案。
　　對直流微電網(wǎng)電能質量問題的檢測方法進行了研究，將電能質量問題的檢測歸結于直流母線電壓的檢測，分析比較了包括傅立葉變換理論自適應檢測理論，小波檢測理論等檢測方法，最終確定采用電壓實時跟蹤與小波檢測相結合的方式檢測直流母線電壓問題。
　　最后研究了直流微電網(wǎng)電能質量問題的治理方案，電能質量問題的治理以分級治理為原則，依照直流母線電壓的惡化程度將直流微電網(wǎng)分類成三種不同程度

5、的運行狀態(tài)，根據(jù)超級電容儲能和蓄電池儲能的不同特點，，設計了既能發(fā)揮兩種元件各自優(yōu)點，又能控制兩種元件運行在安全穩(wěn)定區(qū)間的混合儲能單元綜合能量管理方法，從而提升儲能元件使用壽命，同時增強電能質量問題治理效果。
　　為了驗證本文提出的基于儲能治理直流微電網(wǎng)電能質量問題的方案的可行性，在Matlab/Simulink平臺下搭建了仿真模型，仿真模型涵蓋了微源，混合儲能，各種負載等微電網(wǎng)常見組建，并模擬了微源輸出不穩(wěn)定、微源停止輸出、負荷