【正文】 微電網(wǎng)潮流控制仿真模型微電網(wǎng)的仿真參數(shù)設(shè)置：+，Load2有功和無功分別為50kW和10kVar，Load3有功和無功分別為10kW和5kVar，仿真中的數(shù)據(jù)采用標(biāo)幺值，整個(gè)微電網(wǎng)的基準(zhǔn)線電壓為380V，直流電容的電壓為400V，頻率為50Hz，基準(zhǔn)功率設(shè)為10kW，UPFC的直流電容C為2000μF，直流電壓400V，UPFC并聯(lián)側(cè)電感Lsh為6mH，電容CSe為9μF。UPFC的并聯(lián)側(cè)變換器控制器與串聯(lián)側(cè)變換器控制器分別采用解耦控制和交叉耦合控制策略，其基本設(shè)計(jì)思想在第4章的UPFC并聯(lián)側(cè)與串聯(lián)側(cè)控制策略中詳細(xì)說明。兩個(gè)變換器分別通過并聯(lián)變壓器和串聯(lián)變壓器接入微電網(wǎng)中，其中并聯(lián)變換器接在線路始端，在變換器與變壓器之間設(shè)置LC濾波器，濾波器電容與2000μF的直流電容相比，其電容值很小，可忽略不計(jì)。下面是UPFC的仿真模型。圖52 UPFC仿真模型如圖52所示，整個(gè)UPFC仿真模型中有變壓器、濾波器及UPFC，變壓器的作用是電氣隔離，濾波器的作用是濾除UPFC中的高頻諧波。UPFC的子系統(tǒng)模型如圖53所示，分別是并聯(lián)側(cè)控制子系統(tǒng)、串聯(lián)側(cè)控制子系統(tǒng)及主電路模型。圖53 UPFC子系統(tǒng)模型 仿真結(jié)果及分析本章的潮流控制仿真主要是驗(yàn)證微電網(wǎng)中架設(shè)UPFC之后，線路上的有功潮流和無功潮流受UPFC的控制與給定值一致，并與未架設(shè)UPFC的微電網(wǎng)系統(tǒng)相比較，得出UPFC控制潮流的優(yōu)越性，另外UPFC控制能夠維持UPFC接入點(diǎn)節(jié)點(diǎn)電壓和直流電容電壓恒定。Matlab/simulink仿真模型按照如圖51所示的結(jié)構(gòu)進(jìn)行搭建，采用UPFC潮流控制的仿真結(jié)構(gòu)如圖52所示，將圖51中的UPFC部分去掉就可以得出未架設(shè)UPFC的微電網(wǎng)系統(tǒng)，即第二章所介紹的微電網(wǎng)的仿真模型。以下將對(duì)未架設(shè)UPFC的微電網(wǎng)潮流和基于UPFC的微電網(wǎng)潮流控制進(jìn)行仿真驗(yàn)證。首先將對(duì)未架設(shè)UPFC的微電網(wǎng)潮流進(jìn)行仿真，隨后是對(duì)基于UPFC的微電網(wǎng)潮流控制進(jìn)行仿真，最后將兩種仿真結(jié)果進(jìn)行比較分析。未架設(shè)UPFC的微電網(wǎng)潮流仿真已經(jīng)在第二章介紹，其仿真波形如圖28~213所示，仿真結(jié)果說明Load2處的功率由BB3共同提供，并且在發(fā)電機(jī)和負(fù)荷參數(shù)不變的情況下，BB3兩處的潮流不會(huì)發(fā)生變化，只能通過調(diào)整發(fā)電機(jī)或負(fù)荷參數(shù)的情況下才能改變潮流。架設(shè)UPFC后的微電網(wǎng)潮流仿真如圖554所示，(標(biāo)幺值)。圖53 B1處的有功潮流和無功潮流分布 圖54 B3處的有功潮流和無功潮流分布，實(shí)際值為2kW和1kVar，實(shí)際值為72kW和16kVar。B1處的潮流受UPFC的控制，基本上接近給定參考值，與未架設(shè)UPFC的微電網(wǎng)的潮流相比較，利用UPFC可以控制微電網(wǎng)中的潮流分布。但是由于系統(tǒng)參數(shù)是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)定的，所以潮流控制不精確，另外B1和B3處的有功潮流和無功潮流之和大于Load2的功率，說明UPFC處有功率的損耗，也是因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)參數(shù)不精確造成的。 圖55 直流電容電壓 圖56 UPFC接入點(diǎn)節(jié)點(diǎn)電壓圖556分別是直流電容電壓和UPFC接入點(diǎn)節(jié)點(diǎn)電壓，直流電容電壓的標(biāo)幺值為1，轉(zhuǎn)化為實(shí)際值為400V，節(jié)點(diǎn)電壓為三相正弦波，幅值的標(biāo)幺值為1，轉(zhuǎn)化為實(shí)際值為380V，從波形圖可以看出直流電容電壓和UPFC接入點(diǎn)節(jié)點(diǎn)電壓受UPFC的控制維持在給定值。 本章小結(jié)本章的主要內(nèi)容是針對(duì)課題提出的問題及相應(yīng)的解決方法進(jìn)行仿真研究。本章分別對(duì)未架設(shè)UPFC以及架設(shè)UPFC的微電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，首先再次驗(yàn)證了未架設(shè)UPFC的微電網(wǎng)只能通過改變電源或負(fù)荷的參數(shù)來控制潮流，其次證明了基于UPFC的微電網(wǎng)潮流控制能夠只改變UPFC的參數(shù)即可對(duì)線路的潮流進(jìn)行控制。結(jié)論結(jié)論微電網(wǎng)中的若想改變系統(tǒng)潮流分布的方式只能通過改變負(fù)荷的大小、電源或調(diào)整電源間負(fù)荷分配關(guān)系來實(shí)現(xiàn)，這樣可能不能滿足安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)供電的要求。本文針對(duì)上述問題，采用基于UPFC微電網(wǎng)潮流控制方法，并對(duì)此進(jìn)行數(shù)學(xué)推導(dǎo)及仿真研究。本文的主要研究成果如下：(1)按照微電網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)，搭建了微電網(wǎng)仿真模型，其中大電網(wǎng)與微電網(wǎng)連接的地方用發(fā)電機(jī)代替，分布式電源也用發(fā)電機(jī)代替，仿真結(jié)果驗(yàn)證了未架設(shè)UPFC的微電網(wǎng)只能通過改變電源或負(fù)荷的參數(shù)來控制潮流。(2)分析了UPFC系統(tǒng)功率、電壓平衡的控制，并進(jìn)行了公式的推導(dǎo)，與未架設(shè)UPFC的微電網(wǎng)潮流計(jì)算相比較，證明了UPFC潮流控制的優(yōu)越性，并為UPFC控制器的設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。(3)研究了UPFC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并并聯(lián)側(cè)采用解耦控制系統(tǒng)和串聯(lián)側(cè)采用交叉耦合控制系統(tǒng)，通過公式推導(dǎo)得到并聯(lián)側(cè)和串聯(lián)側(cè)的控制結(jié)構(gòu)。(4)搭建了基于UPFC的微電網(wǎng)的潮流控制仿真模型，仿真結(jié)果與未架設(shè)UPFC的微電網(wǎng)潮流相比較，可以方便的控制線路中的潮流，證明了UPFC在潮流控制中的可行性。雖然本文在UPFC潮流控制的研究上取得一些成果，但是還存在著以下不足：(1)本文中的主要研究基于UPFC的微電網(wǎng)潮流控制方法，所設(shè)計(jì)的微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)都是簡化的模型結(jié)構(gòu)，沒有開展微電網(wǎng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)等方面的研究工作。(2)本文的公式推導(dǎo)存在一定程度的簡化，同時(shí)UPFC的控制環(huán)節(jié)仍顯復(fù)雜，并聯(lián)側(cè)與串聯(lián)側(cè)的PI控制器共有10個(gè)，PI控制器之間相互影響，控制參數(shù)難以確定，另外智能控制在UPFC中的應(yīng)用有待進(jìn)一步研究。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1] 左文霞，李澍森，吳夕科，程軍照．微電網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展概況．中國電力， 2009，42(7)：2630[2] 郭力，王成山，郭凌旭，曹旌．對(duì)等模式控制下的微網(wǎng)動(dòng)態(tài)特性研究．2008 中國國際供電會(huì)議[3] 周林，黃勇，郭珂，馮玉．微電網(wǎng)儲(chǔ)能技術(shù)研究綜述．電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2011，39(7):147152[4] 肖朝霞．微網(wǎng)控制及運(yùn)行特性分析．天津大學(xué)，博士學(xué)位論文，2008[5] 歐陽犟，牛銘．基于不同控制策略的微網(wǎng)仿真．電網(wǎng)與清潔能源，2011，27(3):1924[6] 陳永淑，周雒維，杜雄．微電網(wǎng)控制研究綜述．中國電力，2009，42(7)：3135[7] Majumder，Ritwik，Power Technology Group．Connecting Microgrids to Smartgrid：Control and Communication．IET Renewable Power Generation．19Feb2011[8] Aamir Hanif， Mohammad Ahmad Choudhry． Investigating Smooth Power Flow Control for Dispersed Generator Working Parallel to the Grid System on the Load Side．Power Systems Conference and Exposition，2006：22412248[9] Adly Girgis，Sukumar Brahma．Effect of Distributed Generation on Protective Device Coordination in Distribution System．2001 Large Engineering Systems Conference on Power Engineering，2001:115119[10] Sukumar M．Brahma，Adly A． Girgis． Development of Adaptive Protection Scheme for Distribution Systems With High Penetration of Distributed Generation．IEEE Transactions on Power Delivery，2004，19(1):5663[11] 劉小園，章勇高，朱鵬程，劉黎明，康勇．UPFC并聯(lián)側(cè)控制器設(shè)計(jì)及仿真．華東交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，22(1):7679[12] 侯麗，劉琦，魯寶春．UPFC控制器設(shè)計(jì)．電力自動(dòng)化設(shè)備，2010，30(9):5154[13] 劉前進(jìn)，孫元章，黎雄，宋永華，肖穎．UPFC 潮流控制與優(yōu)化的研究．電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2000，24，(18)：2326[14] 杜文娟，秦川，王海風(fēng)，鞠平，徐群．UPFC控制的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)——變參數(shù)開環(huán)解耦控制方法．電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2008，32(8):1923[15] 唐愛紅，朱鵬程，程時(shí)杰，康勇．UPFC裝置參數(shù)設(shè)計(jì)研究．高電壓技術(shù)，2005，31(6):6372[16] 林聲宏，劉明波，王曉村．含UPFC的電力系統(tǒng)最優(yōu)潮流計(jì)算．電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2001，13(2):1115[17] 朱鵬程，劉黎明，劉小元，康勇，陳堅(jiān)．統(tǒng)一潮流控制器的分析與控制策略．電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2006，30(1)：4651[18] 孫朝洪，顏偉，雷紹蘭，王官潔．UPFC的潮流控制與安裝位置的選擇．重慶市電機(jī)工程學(xué)會(huì)2000年學(xué)術(shù)會(huì)議論文[19] Jin Wang，F(xiàn)ang Z．Peng．Unified Power Flow Controller Using the Cascade Multilevel Inverter．IEEE Trans on Power Electronics，2004，19(4)：10771084[20] Tomonobu Senjyu，Yuri Yonaha，Atsushi Yona．Stable Operation for Distributed Generators on Distribution System using UPFC．Transmission amp。 Distribution Conference amp。 Exposition：Asia and Pacific，2009[21] Jayesh Joglekar Yogesh Nerkar，Application of UPFC for Improving Microgrid Voltage Profile．Sustainable Energy Technologies (ICSET)， 2010 IEEE International Conference on Issue Date：69 Dec．2010[22] 劉志宏．統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)的建模與仿真研究．南昌大學(xué)碩士學(xué)位論文，2007[23] 李安定．太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)工程．北京:北京工業(yè)大學(xué)出版社，2001:3038致謝 致謝本文的研究工作是在殷教授的悉心指導(dǎo)下完成的。從課題的開題、中期，以及學(xué)位論文的撰寫、修改和最后的定稿，殷老師在每個(gè)階段都對(duì)本人提出了許多寶貴的建議。在課題研究過程中遇到困難時(shí)，殷老師幫我分析問題并指導(dǎo)我解決問題，在殷老師的悉心指導(dǎo)下，最終使本文的研究工作順利完成，在此對(duì)殷老師表示我衷心的感謝！同時(shí)在課題研究期間，我還得到了程猛學(xué)長的幫助，在此也要感謝他一直不厭其煩給我提供幫助，讓我有了知識(shí)和能力上的提升，希望學(xué)長學(xué)業(yè)順利，前途似錦。另外，我還要感謝我的父母，感謝他們將我撫養(yǎng)成人，竭盡全力地助我成才，給予了我無數(shù)的愛和關(guān)懷，希望父母健康快樂，萬事如意。最后要感謝的是我身邊的同學(xué)，謝謝他們的陪伴與支持，讓我以愉悅的心情順利完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，希望以后的日子里還會(huì)有相互學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，也祝所有人學(xué)業(yè)順利。附錄附錄1 開題報(bào)告附錄2 文獻(xiàn)綜述附錄3 中期報(bào)告附錄4 文獻(xiàn)綜述附錄5 英文文獻(xiàn)41燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)評(píng)審意見表指導(dǎo)教師評(píng)語：成績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日評(píng)閱人評(píng)語： 成績： 評(píng)閱人簽字： 年 月 日燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯委員會(huì)評(píng)語表答辯委員會(huì)評(píng)語：總成績： 答辯委員會(huì)成員簽字： 答辯委員會(huì)主席簽字： 年 月 日