含多种微电源的林牧区微电网运行建模与仿真

含多种微电源的林牧区微电网运行建模与仿真

于犇苏琪姜泽宇王永富

（东北大学110819）

1前言

1.1微电网研究背景及意义

凭借微电网的运行控制和能量管理等关键技术，可以实现其并网或孤岛运行、降低间歇性分布式电源给配电网带来的不利影响，最大限度地利用分布式电源出力提高供电可靠性和电能质量。

1.2微电网建模技术国内外研究现状

美国由于近年来发生了几次比较大的停电事故[7]，因此十分关注电能质量和供电可靠性。对微电网的研究主要集中在利用微电网提高电能的质量和供电的可靠性方面。

2微电源数学模型及其建模

2.1光伏发电机组

太阳能光伏电池的等效电路由电流源、反向并联二极管、串联电阻以及并联电阻组成[26]。当光照强度恒定时，光伏电池工作状态改变不会影响光生电流Iph的大小，此时光伏电池可等效成一个恒流源。负载接入光伏电池两端后，光生电流I流过负载，产生端电压V。

2.2风力发电机组

并网型风力发电系统的分类方法有多种[28]。按照发电机的类型划分，可分为同步发电机型和异步发电机型两种；按照风力机驱动发电机的方式划分，可分为直驱式和使用增速齿轮箱驱动两种类型；另一种更为重要的分类方法是根据风速变化时发电机转速是否变化，将其分为恒频/恒速和恒频/变速两种。

3微电源建模基本原理及特性

3.1概述

风力发电和光伏发电都受自然条件、天气限制，带有一定的局限性，但它们之间存在一定的互补性。例如，中国西部地区气候特点经常是白天风力小、夜间风力大，而白天只要天气晴好，光伏系统就能正常发电运行，夜间光伏系统停止发电，因此发电正好构成一定的互补关系。

3.2并网逆变器的控制方式

4含多种电源的微网仿真分析

4.1仿真模型

本文微电网的仿真模型，包括光伏发电，风力发电，如上文所述，生物质能源发电所用的燃气轮机采用永磁同步发电机代替。具体仿真分析条件如下：日照强度为1000w/m2，电池板温度为56度，风速15m/s，永磁同步发电机输入扭矩为-1.33。电网电压为10KV，变压器二次侧电压统一为380V，负载额定电压380V。

逆变器矢量关系图

4.2生物质能源发电模型

生物质能源发电模型，实质上是采用生物质燃烧的永磁同步发电机组。其matlab/simulink建模因为永磁同步发电机在simulink模型中默认为电流源，所以在在线路中模拟了一个5KM的输电线路，使得仿真环境和结果更加贴近现实情况。

5总结与展望

5.1总结

本文首先对微电网中各种微电源的数学模型和基本工作原理进行了分析，并建立了各种微电源的仿真模型。本文在分布式电源模型建立的基础上，进而研究了微电网孤岛运行和并网运行分析，并测试了电网电压和电流。

参考文献

[1]李旭光.微电网的建模，仿真及运行特性分析[D].天津大学电气与自动化工程学院，2009.

[2]王景.中国微电网技术研究爱及其现状[J].高压电器，2013，49（9）.

[3]AL-ASKARISA,RANADESJ,MITRAJDesigningaSufficientReactivePowerSupplySchemetoMultiIslandsinaMicrogrid[C].Canada:IEEEPowerEngineeringSocietyGeneralMeeting,2006.

[4]袁越，李振杰等.含微电网的新型配电网供电可靠性分析[J].电力系统自动化，2011（9）.

[5]李鹏，赵义术等.微网技术应用与分析[J].电力系统自动化，2009(20).

[6]曹相芹，鞠平，蔡昌春.微电网仿真分析与等效化简[J].电力自动化设备，2011，31(5).

[7]LopesJAP,MoreiraCL,MadureiraAG,etal.Controlstrategiesformicrogridsemergencyoperation[C].InternationalConferenceonFuturePowerSystems,2005:75-81.

[8]王成山，李鹏.分布式发电，微网与智能配电网的发展与挑战[J].电力系统自动化，2010(02).

[9]丁明，张颖媛等.微网研究中的关键技术[J]，电网技术，2009(11).

[10]兰维娟.生物质气化与燃气轮机燃烧集成发电实验与模拟研究[C].热能工程，2013，(6)