(碩士論文)儲(chǔ)能技術(shù)在微網(wǎng)中的應(yīng)用研究-文庫(kù)吧資料
2025-06-12 16:24本頁(yè)面
【正文】 部輸入的電能通過(guò)電力電子裝置驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)將電能儲(chǔ)存為機(jī)械能；當(dāng)需要釋放能量時(shí)，飛輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將動(dòng)能變換為電能，電力電子裝置將對(duì)輸出電能的頻率和電壓進(jìn)行變換以滿足負(fù)載的要求。 儲(chǔ)能技術(shù)的種類和特點(diǎn)（1）飛輪儲(chǔ)能技術(shù)飛輪儲(chǔ)能技術(shù)是一種機(jī)械儲(chǔ)能方式。 儲(chǔ)能技術(shù)概述及意義到目前為止，人們已經(jīng)開發(fā)了多種形式的儲(chǔ)能方式，主要分為化學(xué)儲(chǔ)能和物理儲(chǔ)能[20]。微網(wǎng)具有可靠性高，污染少，安裝地點(diǎn)靈活，能源利用率高等優(yōu)點(diǎn)，有效解決了大型集中電網(wǎng)的許多潛在問(wèn)題。在接入問(wèn)題上，微網(wǎng)的入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)只針對(duì)微網(wǎng)與大電網(wǎng)的公共連接點(diǎn)（PCC），而不針對(duì)各個(gè)具體的微電源。它扮演雙重角色：對(duì)于公共電力，微網(wǎng)可看作電力系統(tǒng)可控的“細(xì)胞”，如：它可被控制為一個(gè)可調(diào)度負(fù)荷，在數(shù)秒內(nèi)做出響應(yīng)以滿足傳輸系統(tǒng)的需要；對(duì)于用戶，微網(wǎng)可作為一個(gè)可定制電源來(lái)滿足用戶多樣化的需求，如：支持當(dāng)?shù)仉妷海鰪?qiáng)局部供電可靠性，作為不可中斷電源，或提供電壓下陷的校正等。6華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 微網(wǎng)的意義與前景微網(wǎng)從系統(tǒng)觀點(diǎn)看問(wèn)題，將發(fā)電機(jī)、負(fù)荷、儲(chǔ)能裝置及控制裝置等結(jié)合，形成一個(gè)單一可控的單元，同時(shí)向用戶供給電能和熱能。2009年 3 月 26 日至 27 日，在國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院召開了“微網(wǎng)技術(shù)體系研究”第一次工作會(huì)議。表 列出了一些國(guó)外的微電網(wǎng)研究成果[1519]。德國(guó)太陽(yáng)能研究所（ISET）建成的微網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模最大，容量達(dá) 200kVA，并安裝了簡(jiǎn)單的能量管理系統(tǒng)。 2005 年，美國(guó)能源部提出了微網(wǎng)研究發(fā)展的路線圖。美國(guó)威斯康辛大學(xué)于 2003 年建成了一個(gè)總?cè)萘考s為 80kVA 的微網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室。孤島運(yùn)行時(shí)，主網(wǎng)無(wú)法再為微網(wǎng)提供能量，則微網(wǎng)中的微電源開始工作，以保證微網(wǎng)中重要負(fù)荷的供能。外部故障時(shí)，微網(wǎng)與主網(wǎng)解列，這種運(yùn)行方式稱為孤島運(yùn)行。需要研究根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定的需求來(lái)選擇儲(chǔ)能方式。因此，儲(chǔ)能系統(tǒng)在微網(wǎng)中是必須的，如果沒(méi)有了儲(chǔ)能系統(tǒng)，微網(wǎng)就不能在自治運(yùn)行時(shí)達(dá)到安全、高效、可靠的要求，也就不能盡可能的接入分布式電源和向負(fù)荷供給高質(zhì)量的電能。4華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 +PdefQdef+_+PIPIIddqabc_PWM發(fā)生器逆變器sin,cosTVTAPLLIqUddqdqabcabcIabcsin,cosUabcUddef_+0PIUd圖 恒定輸出功率控制原理圖dq PWMabc 發(fā)生器dqabc圖 恒定電壓控制原理圖逆變器sin,cosUabcTVPLL微網(wǎng)中，電源總供給功率和負(fù)荷總需求功率都是動(dòng)態(tài)變化的，并不是每刻都能達(dá)到供需平衡。在定電壓控制方式下，逆變器利用反饋電壓以調(diào)節(jié)交流側(cè)電壓來(lái)保證電壓的穩(wěn)定，如圖 所示。分布式電源TV整流器逆變器TAPLL輸入轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)勵(lì)磁調(diào)節(jié)圖 微電源模塊簡(jiǎn)化圖定功率控制定電壓控制微網(wǎng)中微電源模塊的控制方式主要有 2 種：定功率控制和定電壓控制[14]。由圖 ，圖 ，圖 我們可以看到，這些分布式微電源的機(jī)端電壓或?yàn)橹绷麟妷?，或?yàn)楦哳l電壓，不能直接接入電網(wǎng)，需經(jīng)過(guò)逆變器等功率變換器件，使電壓幅值、頻率、相位與電網(wǎng)參數(shù)相匹配后再并入電網(wǎng)，同時(shí)可利用功率變換器件的可控性來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的控制方式。Vdc電壓型燃料電池逆變器母線交流母線Vdc電壓型逆變器(1) 燃料電池LC濾波器光伏電池升壓電路電壓型逆變器逆變器母線LC濾波器交流母線（2) 太陽(yáng)能電池圖 直流逆變電源3華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 2）交直交電源：如微輪機(jī)，其發(fā)出的交流電需要整流然后逆變，因?yàn)槲⑤啓C(jī)等發(fā)出的都是高頻電能，需要通過(guò)交直交轉(zhuǎn)換為工頻電能，如圖 。微網(wǎng)控制器反應(yīng)時(shí)間為毫秒級(jí)，采集本地信息（母線電壓與頻率）控制微電源。但基本單元應(yīng)包含微電源、儲(chǔ)能裝置、能量管理系統(tǒng)以及負(fù)荷。對(duì)于饋線 B 上的可中斷負(fù)荷則視情況處理，必要時(shí)將其切除。采用光伏電池為連接在饋線 A 上的敏感負(fù)荷供電；采用燃料電池和微型燃?xì)廨啓C(jī)混合為饋線 C 上的可調(diào)節(jié)負(fù)荷供電；沒(méi)有配置專門的微電源為饋線 B 上的可中斷負(fù)荷供電，而是直接由配電網(wǎng)供電。當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，潮流控制器根據(jù)本地電壓和頻率進(jìn)行潮流調(diào)節(jié)，微電源則相應(yīng)增加或減少其輸出功率來(lái)保持功率平衡。圖 展示了微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池和光伏發(fā)電等微電源形式。微網(wǎng)絡(luò)主分離器PCC網(wǎng)絡(luò)要求 能量管理器ABC保護(hù)協(xié)調(diào)器潮流控制器分隔器（斷路器）光伏電池敏感負(fù)荷熱負(fù)荷可中斷負(fù)荷可調(diào)節(jié)負(fù)荷微型燃 燃料氣輪機(jī) 電池電力傳輸線信息流線圖 微網(wǎng)示意圖2保護(hù)信息傳輸線華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 圖 包括 A，B，C 三條饋線及一條負(fù)荷母線，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為輻射狀。能量來(lái)源主要為可再生能源；系統(tǒng)容量為 20 kW～10 MW；網(wǎng)內(nèi)用戶配電電壓等級(jí)為 380 V 或包括 kV；如與外網(wǎng)進(jìn)行能量交換，電壓等級(jí)由微網(wǎng)的具體應(yīng)用等情況而定。微網(wǎng)是智能電網(wǎng)的重要組成部分，能實(shí)現(xiàn)內(nèi)部電源和負(fù)荷的一體化運(yùn)行，并通過(guò)和主電網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制，可平滑接入主網(wǎng)或獨(dú)立自治運(yùn)行，充分滿足用戶對(duì)電能質(zhì)量、供電可靠性和安全性的要求。1華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 微網(wǎng)技術(shù)概述及意義 微網(wǎng)技術(shù)（1）微網(wǎng)定義及要求國(guó)際上有多種微網(wǎng)的定義[711]。微網(wǎng)由分布式電源、分布式儲(chǔ)能和能量管理模塊構(gòu)成負(fù)荷的供電系統(tǒng)，與負(fù)荷一起組成一個(gè)獨(dú)立可控系統(tǒng)，完全解決了大電網(wǎng)與分布式電源間的矛盾。這大大限制了分布式能源效能的充分發(fā)揮。分布式電源對(duì)于大電網(wǎng)是不可控源，為減小其對(duì)大電網(wǎng)的沖擊，大系統(tǒng)往往采取限制、隔離的方式處理分布式電源。分布式電源位置靈活、分散的特點(diǎn)極好地適應(yīng)了分散電力需求和資源分布，其與大電網(wǎng)互為備用改善了供電可靠性[6]。為 解 決 大 電 網(wǎng) 存 在 的 問(wèn) 題 ， 各 國(guó) 發(fā) 展 了 分 布 式 發(fā) 電 技 術(shù) DG （ DistributedGeneration）[25]。我國(guó)電網(wǎng) 2008 年初雪災(zāi)期間的大面積停電事故，使得電網(wǎng)的脆弱性充分暴露出來(lái)[1]。（請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“√”）學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：年 月 日年 月日華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 引言1 緒論
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