分布式发电数模混合仿真系统研究-电气工程;电力电子与电力传动专业论文.docxVIP

华北电力大学硕士学位论文 华北电力大学硕士学位论文 I I 摘 要 近年来能源危机和环境污染日益严峻，各国都在积极研究新能源分布式发 电技术。这类技术能够显著提高一次能源利用率，减少排放，但它的出现与运 用将会影响到电网的运行与管理。分布式电源的并网运行控制、同电网的交互 影响以及它们的调度管理是分布式发电技术应用的基本研究课题。目前，上述 课题的主要研究方法是物理仿真与数字仿真。物理仿真的意义是明确的，但受 限于仿真规模和实验条件，对实际系统的运行情况不能进行充分的仿真研究， 而且仿真多样性较差。数字仿真虽然不受研究对象的规模和复杂性的限制，但 准确性不如物理仿真，而且难于模拟那些没法用数学表达式表述的物理现象。 结合了物理仿真和数字仿真的数模混合仿真给研究分布式发电技术带来了新思 路，受到广泛的重视。根据研究所关注的对象不同，可以对数模混合仿真的结 构进行灵活调整，对于内在运行机理还不清楚、难以用数学表达式描述的子系 统或元器件等部分可以用实物或者物理模型代替，这就极大地扩展了数模混合 仿真的研究范围。 本文提出一种基于 NI-PXI 的用于研究分布式发电相关技术的数字物理混 合仿真系统设计方案。首先对一个简单数模混合电路进行数值稳定性分析，讨 论了该方案对接口连接方式和参数的基本要求；然后重点对数模混合仿真的关 键设备——功率接口装置进行设计和实现，并提出一种电流预测控制策略实现 功率接口装置直流电压的快速稳定控制；在上述研究的基础上，构建了分布式 发电数模混合仿真实验系统，并分别对风电和光伏并网功率控制进行混合仿真 实验，通过实验验证了提出的数模混合仿真方案的可行性和通用性以及电流预 测控制策略的有效性。 关键词：分布式发电；数模混合仿真；功率接口；NI-PXI II II Abstract In recent years, since energy dilemma and environmental pollution are increasingly serious, countries are research on distributed generation technology of new energy sources actively. The technology can significantly improve utilization rate of primary energy and reduce exhaust gas emissions, but also brings new challenges to operation and management of the traditional power g rid. The grid-connected operational control, interaction with the grid and dispatching management is the basic research subject of distributed generation. At present, the main research techniques to the above subject are physical simulation and digital simulation. Physical simulation has clear physical meaning, but limited by the simulation scale and experimental conditions, it cannot fully study the actual system, and its simulation variety is poor. Digital simulation is not restricted by the research object scale and structure complexity, but the simulation accuracy is no better than physical simulation, and cant simulate physical phenomenas which are difficult to be described in mathematical expressions. Digital/Physical hybrid simulation which is combined with the physical simulation and digital simulation brings a new idea to research distr