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1、本科毕业设计基于统一潮流控制器的微电网潮流控制燕 山 大 学2012 年 6 月 本科毕业设计基于统一潮流控制器的微电网潮流控制学 院： 电气工程学院 专 业： 电力系统及其自动化 学生 ：学 号：指导 教师：答辩 日期：20XX6月25日燕山大学毕业设计任务书学院：电气工程学院 系级教学单位：电力工程系学号学生专 业班 级08电力1班题目题目名称基于统一潮流控制器的微电网潮流控制题目性质1.理工类：工程设计 ；工程技术实验研究型；理论研究型；计算机软件型；综合型。2.文管类；3.外语类；4.艺术类。题目类型1.毕业设计 2.论文题目来源科研课题 生产实际自选题目 主要容设计容：微电网的建模；
2、建立由包括燃料电池发电等,微电源及储能系统构成的微电网仿真模型；含微电网的潮流计算。目标：用Matlab实现微电网的电压稳定性研究。基本要求1遵守毕业设计期间的纪律,按时答疑；2独立完成设计任务,培养基本的科研能力；3设计说明书一份,A0图纸一；英文资料翻译不少于5千字；说明书要求条理清晰、文笔通顺,符合毕业设计撰写规的要求；论文、图纸中的文字符号符合国家现行标准；4. 完成相关的实验,并反映在论文中。参考资料1夏道止等,电力系统分析,20XX12月2小荣等,柔性交流输电系统的原理与应用3相关科技论文周 次14周58周912周1316周1718周应完成的容查阅资料,掌握UPFC的基本原理。微电
3、网的潮流计算,分析UPFC在微电网中的潮流控制作用。构建由分布式电源构成的微电网模型以及UPFC模型和控制系统设计。对建立的模型进行仿真,分析潮流调节性能。论文撰写答辩指导 职称： 20XX 1 月 10 日系级教学单位审批： 年 月 日 / 摘要随着微电网的快速发展,微电网潮流控制也日益重要,本文针对微电网潮流控制这一问题进行深入研究,依据统一潮流控制器的潮流控制功能,采用了基于UPFC的微电网潮流控制方法。本文按照微电网的基本结构,搭建了微电网仿真模型,用Matlab仿真并通过仿真结果验证了未架设UPFC的微电网只能通过改变电源或负荷的参数来控制潮流。UPFC是微电网潮流控制的执行装置,本
4、文根据其系统电路结构框图,并利用派克变换,得到UPFC并联侧、串联侧以及线路侧在d、q坐标系下的数学模型,采用小信号分析方法,以及对UPFC系统功率、电压平衡的分析,得到了并联侧的解耦控制系统和串联侧的交叉耦合控制系统,利用并联侧电流的d轴分量控制直流电容的电压,用q轴分量控制UPFC输入端电压；利用串联变换器注入传输线路电压的d轴分量控制传输线路上的无功潮流,用q轴分量控制传输线路上的有功潮流。控制系统中利用经验法得到了各个PI调节器的参数。本文搭建了基于UPFC的微电网潮流控制的仿真模型,仿真结果证明了UPFC方便有效地对微电网进行潮流控制。关键词 微电网建模；统一潮流控制器；控制系统；潮
5、流控制 AbstractWith the rapid development of micro-grid, the control of micro-grid power flow is also increasingly important. The paper focuses on the problem of micro-power flow controlAccording to the flow control function of unified power flow controller , the paper adopts the power flow control met
6、hod based on UPFC.According to the infra-structure of micro-grid, this paper builds a simulation model of the micro-grid, and adopts Matlab simulation and the simulation results demonstrate micro-grid without UPFC can only be controlled by changing the parameters of the power supply or load. UPFC is
7、 the implementation of the micro-power flow control. According to its system and taking advantage of the Park transformation, the paper gets the mathematical model of the UPFC parallel side, series side and line side in the d, q coordinate system. Using small signal analysis methods, and balanced an
8、alysis of the UPFC system power, voltage, it builds the decoupling control system of parallel side and side-series cross-coupling control system. The d-axis component of parallel side current controls the capacitors voltage and the q-axis component controls UPFC input-side voltage; The d-axis compon
9、ent of the transmission line voltage injecting by the series converter controls reactive power flow on the transmission line and the q-axis component controls active power flow on the transmission line.It uses the empirical method to get the parameters of the PI regulator in the control system .This
10、 paper builds a simulation model of micro-power flow based on UPFC controlling, and the simulation results show the UPFC can control the micro-grid power flow easily and effectively .Keywords Micro-grid modeling; UPFC; Control system; Power flow control 目 录摘要IAbstractII第1章绪论11.1 课题研究背景和意义11.2 国外研究现状
11、31.2.1 微电网的研究现状31.2.2 UPFC的研究现状41.3 本文研究的主要容6第2章微电网的仿真建模82.1 微电网的基本结构82.2 光伏电源82.2.1 光伏电池的基本原理82.2.2 光伏电池的基本模型92.3 风力发电机102.4 微电网仿真模型的建立132.5 本章小结15第3章统一潮流控制器分析163.1 UPFC系统的基本原理163.2 UPFC的基本控制功能183.3 UPFC系统功率、电压平衡分析203.3.1 无UPFC微电网的潮流分析203.3.2 UPFC系统有功功率平衡分析213.3.3 UPFC系统无功功率平衡分析223.3.4 UPFC系统电压平衡分析
12、233.4 本章小结25第4章统一潮流控制器控制系统设计264.1 UPFC控制概述264.2 UPFC控制系统的设计274.2.1 并联侧控制系统的设计274.2.2 串联侧控制系统的设计284.3 本章小结28第5章仿真验证及分析305.1 仿真模型及参数305.2 仿真结果及分析315.3 本章小结33结论34参考文献35致37附录39第1章 绪论1.1 课题研究背景和意义随着时代的发展,人们发现发展电力系统规模在资源的开发利用、工业的结构、负载的调整及安全与经济运行等方面具有非常好的经济效益。随着电力网络中负载越来越大、发电机单机的容量日益变大和线路输电电压越来越高,电力网络系统规模的
13、发展也相当迅速。20世纪中期,高压交流远距离输电技术越来越成熟,电力电子技术也有较大的发展,从而使直流输电技术也得到了很大的发展,高压以及超高压的直流输电技术也得到了迅速发展,与交流输电系统相配合组成了交直流混合系统,使各个电网之间形成高级电网联网运行模式。但是,随着电力系统的规模越来越大,电力系统中也饿出现了很多弊端,如：投资太大,运行模式复杂,负载对电能的质量要求越来越高,以及供电需求的多变性等。近年来,各国接连发生多次大规模的停电,如北美大停电、我国南方雪灾大规模停电等,大规模集中供电的不稳定性显露出来。随着经济技术的蓬勃发展,以及环境保护方面的要求日益严格,可再生资源发电和先进的微型发电系统的作用也日益重要,越来越被重视。由于这些微型发电设备或储能设备一般跟随负荷,装设在负荷附近,所以被称为分布式发电。由于分布式发电距离负荷较劲,因此可以将电能和热能用于其他地方来提高能源的利用率。DG具有如下几点优势：使能源得到较好的利用,提高其利用率及能够稳定的向负荷供电。碳化物的排放量大大降低,对环保有很大的贡献。这是由于分布式发电的电源为光伏电源、燃料电池、风力发电等可再生能源,具有很高的环保效益,同时具有很高的经济性。使远距离输电是传输线路上的线损有所降低,并
