介绍 |
| 我们的系统通过隔离器与主电网连接，所需要的电力是通过供电损耗从主电网获得的，同时也面临着电网供电中断的问题。这个系统利用微电网连接到各种生成站风燃料电池和光伏阵列的输出风能是转换成直流交流燃料电池输出直流和光伏输出是直流源输出连接到高压直流总线和蓄电池和超级电容器输出电压连接到低压直流总线,转化为交流加大低电压为高电压转换为直流电压,给了high voltage dc bus from that utility purpose that dc output voltage converted into ac given to the utility voltage ac bus. |
| 为了实现微电网中发电系统和储能系统之间的配电，提出了各种双向DC-DC变换器，用于安装燃料电池堆或光伏阵列等发电系统的高压母线与低压母线之间的接口，通常储能系统，如电池或超级电容器是实现电隔离的BDC是系统重构的灵活性和满足安全标准的要求一个隔离的双向dc-dc是基于单相h桥拓扑与高频隔离变压器与传统的dc-dc转换器电路相比，这有许多优点，如电气隔离高可靠性易于实现软开关控制和在传统的相移控制中，h桥(H1和H2)依次开关，向变压器的一次侧和二次侧产生相移过渡方波。相应的相移会改变变压器漏电感应器上的电压，从而控制功率流的方向和大小。 |
| 该控制方法因其惯性小、动态性能高、易于实现软开关控制等优点而受到越来越多的关注。但在该方法中，潮流的控制依赖于变压器的泄漏电感，当V1 /nV2偏离1 (n为变压器的匝数比)时，会产生较大的循环功率和电流应力。这样会增加功率器件和磁性元件的损耗，降低变换器的效率。 |
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扩展相移控制的工作原理 |
| A.扩展相移控制: |
| 为了显著降低变换器的回流功率，vh1不应局限于占空比为50%的方波。例如，S1和S4驱动信号不相同，但相移比D1，如图5所示，变压器一次电压将由传统的两级电压变为三级电压。那么iL的行为也会发生改变:将图4中的回流出现时间(t = t0 ~ t0和t = t2 ~ t2)分别划分为图5中的两个时间段(t = t0 ~ t1, t = t1 ~ t1和t = t3 ~ t4, t = t4 ~ t4)。t = t0 ~ t1, t = t3 ~ t4时，变压器一次电压vh1 = 0，即回流功率为0。因此，在给定的传输功率下，回流功率是减小的。在反向潮流中，我们只需要交换h桥H1和H2的运行状态。在图5中，D1为h桥H1中S1与S4或s2与S3驱动信号之间的相移比，我们定义其内相移比，其中0≤D1≤1。D2为隔离变压器一次电压和二次电压的相移比，我们定义其外相移比，其中0≤D2≤1,0≤D1+D2≤1。实际上，与TPS控制相比，本文提出的EPS控制不仅有外移相比，而且有内移相比，减小了电流应力，扩大了传输功率的调节范围，提高了调节灵活性。 |
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| 这项研究有三个主要组成部分。首先，对微电网与以下技术的连接进行了概述 |
| 1.风力发电 |
| 2.燃料电池 |
| 3.光伏阵列 |
| 4.超级电容器储能系统(SCESS) |
| 5.蓄电池 |
| 进行了分类并进行了描述。其次，对调查期间确定的不同架构进行分析，以确定在给定成本下提供的能源安全水平。最后，确定了影响适合该特定地形的微电网架构优化选择的关键参数。 |
仿真结果与讨论 |
| 在该模型中对5种直流电源进行了建模和仿真。具体的模型如下所示。 |
| A.风模型: |
| 本文研究了风力发电机直流发电的建模问题。模型如下所述。 |
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| 虽然独立windâ ' Â电池或风力柴油系统确实存在，大多数风力涡轮机是在国家建立了一个扩展的电网，这些因此连接到这个电网。单独的风力涡轮机的电网连接是相对简单的，涡轮机终端的电压通常低于它所连接的电网的电压，导致需要变压器。此外，如果发生短路或为了防止所谓的孤岛，开关柜是必要的，在这种情况下，电网的一小部分继续在发电和负荷之间保持局部平衡，但没有连接到主系统。当大量的风力涡轮机 |
| 连接到一个系统，它们取代了传统同步发电机输出的很大一部分，它们将开始影响系统行为的各个方面。在低负荷和高风速的时期尤其如此，因为在这些情况下，风力发电的相对贡献是最大的。只要发电厂的发电量可以控制，这不是一个主要问题，尽管发电能力的调度，也就是说，在考虑到燃料价格和电厂库存的技术特征的同时，决定哪些发电厂应该最有效和高效地提供负荷，这一点都不简单。然而，发电机的重要贡献，其输出不受控制，如目前的风力涡轮机，提出了一个主要的问题，考虑到今天的系统平衡实践，因为这样的发电机不能有助于维持系统平衡 |
| B.燃料电池型号: |
| 这里使用的燃料电池模型是一个直接工具从mat实验室库的2012a版本。 |
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| 该简化模型代表了在标称温度和压力条件下工作的特定燃料电池堆。等效电路的参数可以根据从制造商数据表中获得的极化曲线进行修改。您只需在掩模中输入0和1a处的电压值，即标称工作点和最大工作点，以便计算参数。二极管用于防止负电流流入堆叠。 |
| 模型假设: |
| •气体是理想的 |
| •烟囱由氢气和空气供给 |
| •堆叠配有冷却系统，保持阴极和阳极出口温度稳定，与堆叠温度相等 |
| •堆栈配备了水管理系统，以保持在任何负载下电池内的湿度在适当的水平 |
| •电池电压下降是由于反应动力学和电荷传输，因为大多数燃料电池不在质量传输区域工作 |
| •通过流道的压降可以忽略不计 |
| •电池电阻在任何操作条件下都是恒定的 |
| C. pv阵列: |
| 建立P-V阵列模型并进行仿真如下 |
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| 给出了Simulink GUI环境下PVA模型的总体框图，并给出了滤波器和负载模型。用于GUI的PVA模型块是模型的最后一个阶段。此块包含连接到构建最终模型的子模型。二极管(D1)与负载电路串联以防止反向电流流动。在负载前连接滤波器以保持稳定的电压。该滤波器包含串联R-L和并联C元件。PVA由8个PV电池串联组成，具有所需的电压输出。根据所需的负载功率，并行支路的数量可以增加到2个或更多。温度和太阳照射水平的影响用两个变量增益表示。它们可以通过拖动这些块的滑块增益调整来改变，这些块被称为可变温度和可变太阳照射。 Since the main objective is the development of the PVA functional model for the Simulink environment, the other parts of the operational block diagram given in Fig.are not going to be explained in full detail. However, just to describe the main diagram, as it can readily be seen, the system is modeled to supply power to both dc and ac loads. The dc load is directly coupled while the ac load is fed through a three-phase inverter and an isolation transformer with a turn ratio 1. |
Dc-dc并网: |
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采用三相逆变器进行Dc-ac转换: |
| 然后将直流电网输出连接到直流-交流转换三相逆变器。逆变器的输入为850伏直流电源。输出交流电源为850伏L-L RMS。 |
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| 通用桥接模块实现了通用三相电源转换器，由多达六个电源开关连接在一个桥接配置中组成。通用桥组允许使用自然换向(线换向)功率电子器件(二极管或晶闸管)和强制换向器件(GTO, IGBT和MOSFET)模拟转换器。通用桥接模块是构建两级电压源变换器的基本模块 |
| 如果电力电子设备是自然换向或强制换向，则设备编号不同。对于自然换向的三相转换器(二极管和可控硅)，编号遵循自然的换向顺序: |
| 逆变器输出如下图所示 |
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电网连接 |
| 分析了直流发电的五种典型情况，并利用逆变器将其转换为三相交流电源。逆变器的输出依次连接到交流主电网，通过分布式输电网络为偏远地区提供交流电源。 |
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结论 |
| 分析结果表明，最具成本效益的微电网解决方案将是那些考虑到当地商业电网需求并实施其系统的解决方案，以便他们能够赚取价值，帮助满足这些需求。在商业发电资源不足或电网严重拥堵的地区，本地发电可以发挥重要作用。一些国防部设施在紧急需求响应项目中招募了备用发电资源，旨在缓解商业输电基础设施的短期拥塞问题。在这些计划中，当当地公用事业公司提供信号时，承诺减少设施用电需求的安装机构，可以通过减少负荷或启动备用发电机，定期从电费账单中扣除。分析表明，并已证实，从这些需求响应计划节省的财政超过支付发电资产的成本 |
参考文献 |
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