孤岛微电网频率控制.docx

摘要：作为一个海洋大国，我国有着数量众多的中小型海岛，如何更好的解决海岛居民的用电和用水问题，一直倍受关注。近年来，随着分布式电源、储能技术及微电网技术的发展，孤岛型海岛微电网成为中小型海岛供电问题的有效解决方案之一。本文的主要内容如下：

(1) 基于孤岛型海岛微电网的结构，搭建孤岛型海岛微电网模型，包括海洋能发电系统（风力发电、波浪能发电）、蓄电池储能系统、可控海水淡化负荷等，并对微电网各部分进行建模，讨论了其传统控制方式。

(2) 针对以风电和波浪能发电为主电源的孤岛型海岛微电网，提出一种基于电池储能和可控负荷的孤岛型海岛微电网频率协调控制策略。储能元件采用改进的下垂控制实现类似于电力系统一次调频的有差调频，根据其荷电状态及最大充放电功率，动态调整下垂控制运行点以及下垂控制系数；利用海水淡化负荷的可控性，将频率偏差引入其转速控制环，实现类似于电力系统二次调频的无差调频；在Matlab/Simulink下对不同运行场景进行了仿真验证。

关键词：孤岛型海岛微电网；电池储能系统；下垂控制；可控负荷；频率控制；虚拟电容技术

目录

摘要

ABSTRACT

第一章-绪论  -1

1.1 课题研究背景及意义-1

1.2 国内外研究现状-1

1.2.1 孤岛型海岛微电网发展现状-1

1.2.2 孤岛微电网频率研究控制现状-4

1.3 本文主要工作-4

1.3.1 问题的提出-4

1.3.2 本文主要内容-4

第二章-孤岛型海岛微电网系统模型-6

2.1 海洋能发电系统-6

2.1.1 风力发电系统-6

2.1.2 基于阿基米德浮子（AWS）的波浪发电系统-8

2.2 蓄电池储能系统-9

2.2.1 蓄电池储能的逆变器控制方法-11

2.3 可控海水淡化负荷-13

2.3.1 海水淡化工艺流程-13

2.3.2 海水淡化负荷模型-14

2.4 本章小结-15

第三章  基于蓄电池储能与海水淡化可控负荷频率协调控制策略-16

3.1 孤岛型海岛微电网频率协调控制系统-16

3.1.1 基本思路-16

3.1.2 频率协调控制系统结构-16

3.2 蓄电池储能系统“类一次调频”控制策略-17

3.2.1 计及荷电状态的最大充、放电功率控制-17

3.2.2 下垂控制参数的动态调整-18

3.3 海水淡化负荷“类二次调频”控制策略-20

3.3.1 海水淡化负荷“类二次调频”控制器-20

3.4 算例分析-21

3.5 本章小结-26

第四章-总结与展望-27

4.1 研究工作总结-27

4.2 后续工作和展望-27

致谢-28

参考文献-29