独立光柴混合微电网新的负荷频率控制研究.PDF

２０１４年１月 控 制 工 程 Ｊａｎ．２０１４ 第２１卷第１期 ＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆＣｈｉｎａ Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．１ 文章编号：１６７１７８４８（２０１４）０１０１０３０４ 独立光柴混合微电网新的负荷频率控制研究 １ １ １ ２ 米　阳 ，张　寒 ，杨　洋 ，井元伟 （１．上海电力学院 电气工程学院，上海　２０００９０；２．东北大学 信息科学与工程学院，东北 沈阳　１１０００４） 摘　　　要：针对光柴混合发电的孤岛微电网，提出基于滑模控制和超级电容调节的频率控 制方法。首先，建立光伏系统、超级电容和柴油发电机系统的数学模型；其次，设计滑模控制 器来调节柴油机发电机的有功输出功率，减小由于光伏输出功率波动和微网中不断变化的负 荷而产生的频率偏差；最后增加超级电容储能设备控制微网的频率偏差。仿真结果表明，与传 统的柴油发电机速度控制策略相比，提出的方法不仅实现了光伏系统的最大输出功率控制， 而且有效的减少了孤岛微网的频率偏差。 关　键　词：光伏系统；超级电容；频率控制；滑模控制 中图分类号：ＴＰ２７３　　　文献标志码：Ａ ＴｈｅＳｔｕｄｙｏｆＮｏｖｅｌＬｏａｄＦｒｅｑｕｅｎｃｙＣｏｎｔｒｏｌｆｏｒＩｓｏｌａｔｅｄ ＰＶｄｉｅｓｅｌＨｙｂｒｉｄＭｉｃｒｏｇｒｉｄ １ １ １ ２ ＭＩＹａｎｇ ，ＺＨＡＮＧＨａｎ，ＹＡＮＧＹａｎｇ，ＪＩＮＧＹｕａｎｗｅｉ （１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９００，Ｃｈｉｎａ； ２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０００４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅＰＶｄｉｅｓｅｌｈｙｂｒｉｄｉｓｏｌａｔｅｄｍｉｃｒｏｇｒｉｄ，ａｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｌｉｄｉｎｇｍｏｄｅｃｏｎ ｔｒｏｌａｎｄｔｈｅｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓｍｏｄｅｌｏｆＰＶｓｙｓｔｅｍ，ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅｄｉｅｓｅｌｇｅｎｅｒａｔｏｒｓｙｓｔｅｍａｒｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｓｅｐａｒａｔｅｌｙ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅｓｌｉｄｉｎｇｍｏｄｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏａｄｊｕｓｔｔｈｅｄｉｅｓｅｌｇｅｎｅｒａｔｏｒｓｙｓｔｅｍｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒ，ｗｈｉｃｈｃａｎ ｒｅｄｕｃｅｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｅｖｉａｔｉｏｎｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅＰＶｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｖａｒｉａｂｌｅｌｏａｄ．Ｌａｓｔｌｙ，ｔｈｅｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｉｓａｄｄｅｄｔｏ ｔｈｅｍｉｃｒｏｇｒｉｄｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｅｖｉａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｃａｎｎｏｔｏｎｌｙｒｅａｌｉｚｅｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｃｏｎｔｒｏｌｆｏｒｔｈｅＰＶｓｙｓｔｅｍ，ｂｕｔａｌｓｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｅｖｉａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｉｓｏｌａｔｅｄｍｉｃｒｏｇｒｉｄｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｄｉｅｓｅｌｓｐｅｅｄｃｏ