论文总字数：22535字

摘 要

当今时代,智能电网正在迅速发展,微电网以其环保、损耗低、利用率高、电能质量高等优点很快登上舞台,引起了世界各国的重视。把分布式电源、负荷和等结合在一起，然后构成一个可以控制的,具有较大的。文献[1]认为如果从与的关联来观察的话，我们可以把他们的关系分为两种，即和两种。探讨分布式电源的调整，研究其中的过程，找出方案能够确保与之间能够平稳的相互转换,都是探讨的重要，同时这写难题也正是是本篇文章的主要内容。

由蓄电池储能装置和光 伏发电系统组成的微电网是一种常见的微电网,具有清洁环保、运行可靠等优点。本文由这一中简单的展开,研究中的和两种之间的平稳切换。本篇论文中搭建的选择的是的模式，其中的蓄电池单元作为的是主要部分，单元作为的是从部分，两者一起共同配合。在处于状态的情况下,系统选择,即调控有功和无功，则选择,即调控微电网的电压和频率，使其尽量几乎不发生变化。在微网处于的情况下,储能装置和系统都选择调控。若输出较多,那么其中的一些供给负荷,一些给蓄电池,余下的还可以向运输;若发出的比较少, 释放出，从而调节。本文采用的是、相位锁定、控制的方法,实现微两种模式之间的平稳切换。

MATLAB是一个强大而实用的软件,经常用于电力系统相关问题的建模与仿真。本文通过在MATLAB/Simulink中对微电网进行建模,并进行了仿真。其中包括单元部分、蓄池部分、光伏最大功率 (MPPT)部分、控制部分、控制部分等。在微电网状态和状态下进行了仿真,并实现了平稳切换。仿真结果良好,运行可靠,了上述方法的可行性。

关键词：微电网，光伏发电，蓄电池 ，主从控制，PQ控制，V/f控制

Abstract

In today's era, the smart grid is developing rapidly, micro-grid with its environmental protection, low loss, high utilization rate, high power quality and then quickly boarded the stage, attracted the attention of countries around the world. Micro-power grid to the distributed power supply, load and energy storage devices together to form a control unit, with greater flexibility. From the relationship between micro-grid and external power grid, micro-grid and grid operation and island operation of two operating modes. To achieve the coordinated control of distributed power supply to ensure smooth operation between the grid operation and the island of the switch, are the key issues of micro-grid research, but also the main content of this study.

By the battery energy storage device and photovoltaic power generation system composed of micro-grid is a common micro-grid, with clean and environmentally friendly, reliable operation and so on. In this paper, a simple microgrid is developed to study the coordinated control in the microgrid and the smooth switching between the two operating modes. This paper sets up the micro-grid using master-slave control mode, the battery energy storage device is the main control unit, the photovoltaic power generation system is from the control unit. Micro-grid in the island operating state, the photovoltaic power generation system using PQ control, and battery energy storage device using V / f control, battery energy storage device output power can be controlled within a certain range, while the photovoltaic power generation system to provide voltage and frequency reference , Thus ensuring the system to lose the voltage and frequency to maintain stability. Micro-grid is in the grid running state, the battery energy storage devices and photovoltaic power generation systems are used PQ control, PV array to send more power when a part of the supply load, part of the battery charge, the remaining can also power transmission; When the power is low, the battery discharge output power, adjust the grid power. In this paper, the use of phase-locked loop, island phase lock, pre-synchronization control method to achieve micro-grid two modes of smooth switching.

MATLAB is a powerful and practical software, often used for power system-related issues modeling and simulation. In this paper, the microgrid is modeled in MATLAB / Simulink and simulated. Including PV module, battery module, PV maximum power tracking (MPPT) module, PQ control module, V / f control module and so on. Simulation was carried out in the state of grid operation and island operation of microgrid, and smooth switching was realized. The simulation results are good and reliable, and the feasibility of the above method is verified.

Keywords: microgrid, photovoltaic power generation, battery, master-slave control, PQ control, V / f control

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景与意义 1

1.2 微电网国内外研究现状 2

1.2.1国外研究现状 2

1.2.2 国内研究现状 3

1.3 微电网的基本概述 3

1.3.1微电网的定义 3

1.3.2 微电网的分类与结构 3

1.3.3 微电网的分布式电源 5

1.4 本文研究的主要内容 5

第二章 分布式电源的建模与仿真 6

2.1 光伏发电系统的建模与仿真 6

2.1.1光伏电池及其数学模型 6

2.1.2 光伏电池的控制 7

2.1.3 光伏电池的仿真 10

2.2 蓄电池储能系统的建模与仿真 13

2.2.1 蓄电池的数学模型 13

2.2.2 蓄电池双向DC/DC变换器及其控制 14

2.2.3蓄电池仿真分析 15

第三章 微电网的运行模式及其切换控制研究 16

3.1微电网的运行模式 16

3.2 微电网的控制模式 16

3.2.1 主从控制模式 16

3.2.2 对等控制模式 18

3.2.3 分层控制模式 19

3.3 平滑切换的研究 19

3.3.1 并网控制策略 20

3.3.2 蓄电池储能系统的控制策略 20

3.3.3 新型锁相环 22

第四章 微电网的仿真分析 24

4.1 仿真结构模型 24

4.2 微电网控制系统模块仿真 24

4.2.1 微电网的仿真模型 24

4.2.2 光伏发电系统 25

4.2.3 蓄电池单元模块 25

4.2.4 孤岛检测模块 26

4.2.5 逆变器控制模块 26

4.3 并网/孤岛仿真 27

第五章 总结与展望 33

5.1 论文总结 33

5.2 论文存在的不足 33

5.3 研究工作的展望 33

参考文献 34

致 谢 35

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

对于社会的快速进步有着举足轻重的影响，是当今时代每个国家都必须考虑的问题。然而，随着世界的迅猛发展，传统燃料如、石油、的消耗量大大增加，因此出现了各种环境问题如、效应、、层破坏等等，导致社会的可持续发展受到严重阻碍。不可正在一步一步面临着衰竭，同时生态环境也正在一点一点的被破坏，在这种时候，清洁友好型的可再生就开始慢慢地被看重起来。除此之外，这几年先后发生了好几次比较大规模的事故，显示了现行电网的脆弱性。如今，电网的正在不断加大，除了性，电力系统的其他缺点也逐渐突显出来，高、大、很难迎合多种多样的需求等等。

分布式能源作为一种清洁、高效、灵活的发电方式备受各个国家的极度关注，开始登上舞台。分非常宽泛^[2]。涵盖了、等，除此之外、等也属于其中。且该能源还不仅限于此，风力、水力所产生的能源都属于该范畴。因为到现在为止，分能源工程大多分布在都市，因此大部分分能源的燃料为或是。深入研究和发展分布式能源有很多的好处：

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