摘要：随着光伏发电、电池储能、变频供电等直流应用的大量涌现，以及电力电子技术的逐渐发展成熟，同时，考虑经济、可靠运行，直流微电网需要各类变换器协调运行，进一步增加了各层面分析和控制难度。基于此，本论文主要围绕直流微电网的稳定性，及协调运行等问题，对微电网的仿真建模及控制策略进行研究。首先针对微电网的三个模块进行数学建模，并且在MATLAB/Simulink中进行仿真运行。文中控制研究主要包括：下垂控制技术、P/Q控制技术和V/f控制。

本文主要有以下三部分内容：

1、对微电网进行系统研究，通过数学建模计算得出系统设计方案，并且在MATLAB/Simulink中搭建模型；

2、研究微电网的控制技术，设计与本文相关的控制策略，并在此基础上设计了各个微电源的具体控制方式；

3、根据前面两部分的工作基础上，对搭建在MATLAB/Simulink软件中的微电网模型进行仿真运行。

关键词：直流微电网；精确建模；稳定性；控制策略

 

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论-1

1.1 研究课题提出的背景-1

1.2 微电网典型结构-1

1.3 微电网相关技术-1

1.4 国内外发展状况-2

1.4.1美国微电网的研究-2

1.4.2 欧洲微电网的研究现状-2

1.4.3 日本微电网的研究现状-2

1.4.4 国内微电网的发展趋势-3

1.5 本文的主要工作内容-3

第二章 微电网建模-4

2.1 风力发电系统-4

2.1.1 风力发电系统的结构-4

2.1.2 风力系统数学建模-5

2.1.3 永磁同步风力发电机模型-6

2.1.4 MATLAB/Simulink中风力发电系统仿真模型-7

2.2 光伏电池发电系统-7

2.2.1 光伏电池的工作原理-7

2.2.2 光伏电池代数学建模-8

2.2.3 MATLAB/Simulink中光伏电池发电系统仿真模型-9

2.3 燃料电池发电系统-10

2.3.1 燃料电池的工作原理-10

2.3.2 燃料电池发电系统及数学建模-11

2.3.3 MATLAB/Simulink中燃料电池发电系统仿真模型-13

2.4 超级电容储能的原理和数学模型-13

2.4.1储能技术在微网中的应用-13

2.4.2储能系统结构-14

2.5小结-14

第三章 微电网的控制策略-16

3.1 微电源控制原理-16

3.1.1 P/Q控制-16

3.1.2 下垂（Droop）控制-18

3.1.3 U/f控制-19

3.2 异步风力发电机-20

3.3 光伏电池控制-24

3.4 燃料电池控制策略-26

3.5 超级电容控制器设计-26

3.5.1 整流控制策略-26

3.5.2并网变流器部分-27

3.6小结-29

第四章 微电网的运行及控制仿真-31

4.1 微电网仿真系统电路-31

4.2 微电网运行与控制仿真-31

4.3 小结-42

第五章 总结与展望-43

5.1全文总结-43

5.2下一步工作-43

参考文献-44

致谢-46