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基于MATLAB的微电网模拟系统建模设计-论文可参考.docx
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微电网技术可以使分布式能源的电力和微电网负载之间自动平衡。微电网使用的技术都是在传统配电网中的前沿技术。它也是构成智慧供电网的一部分。微电网技术是将分布式电源直接接入电网的一种高效手段,同时也是把分布式供电纳进中低配电网用来解决未来的绿色能源问题的重要途径。正在逐步受到重视,并有着越来越重要的社会和经济意义。 分布式供电的多样性及微电网系统的复杂性和实际条件的限制,使得微电网系统的实测数据很难获取等方面与传统电力系统有较大区别。本文运用的是MATLAB/Simulink平台进行微电网模拟系统的仿真设计,模拟实现微电网系统基本运行功能,并设计了微电网模拟运行的硬件电路结构。主要使用三相逆变电路作为研究参考对象,将输入的直流电转换成三相交流电用来保证更稳定的用电需求,通过对有功及无功控制的对比来判断输出三相电压的波形差异,确保输出电压具备良好的稳定性和可靠性,以供用户使用,进一步提升微电网系统运行的高效平稳。
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郑州工业应用技术学院
毕业设计
题 目: 微电网模拟系统设计
学生姓名: 学号:
专 业: 电气工程及其自动化 年级: 2021 级
学院: 机电工程学院
校内指导教师: 职称: 副教授
行业指导教师: 无 职级(务): 无
2023 年 5 月 15 日
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郑州工业应用技术学院毕业设计 微电网模拟系统设计
摘 要
微电网技术可以使分布式能源的电力和微电网负载之间自动平衡。微电网使
用的技术都是在传统配电网中的前沿技术。它也是构成智慧供电网的一部分。微
电网技术是将分布式电源直接接入电网的一种高效手段,同时也是把分布式供电
纳进中低配电网用来解决未来的绿色能源问题的重要途径。正在逐步受到重视,
并有着越来越重要的社会和经济意义。
分布式供电的多样性及微电网系统的复杂性和实际条件的限制,使得微电网
系统的实测数据很难获取等方面与传统电力系统有较大区别。本文运用的是
MATLAB/Simulink 平台进行微电网模拟系统的仿真设计,模拟实现微电网系统
基本运行功能,并设计了微电网模拟运行的硬件电路结构。主要使用三相逆变电
路作为研究参考对象,将输入的直流电转换成三相交流电用来保证更稳定的用电
需求,通过对有功及无功控制的对比来判断输出三相电压的波形差异,确保输出
电压具备良好的稳定性和可靠性,以供用户使用,进一步提升微电网系统运行的
高效平稳。
关键词:微电网;逆变器;有功控制;电压波形;Simulink 模型
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郑州工业应用技术学院毕业设计 微电网模拟系统设计
ABSTRACT
Microgrid technology can automatically balance distributed energy power and
microgrid loads. The technologies used in microgrids are cutting-edge technologies in
traditional distribution networks. It is also part of the smart power supply network.
Microgrid technology is an efficient way to directly connect distributed power sources
to the power grid, and it is also an important way to incorporate distributed power into
the medium to low distribution network to solve future green energy problems. It is
gradually receiving attention and has increasingly important social and economic
significance.
The diversity of distributed power supply, the complexity of microgrid systems,
and the limitations of actual conditions make it difficult to obtain measured data from
microgrid systems, which are significantly different from traditional power systems.
This article uses the MATLAB/Simulink platform for the simulation design of a
microgrid simulation system, simulating the basic operation functions of the microgrid
system, and designing the hardware circuit structure for the simulation operation of the
microgrid. Mainly using three-phase inverter circuits as research reference objects, the
input DC power is converted into three-phase AC power to ensure more stable
electricity demand. By comparing active and reactive power control, the waveform
difference of the output three-phase voltage is determined to ensure good stability and
reliability of the output voltage, for users to use, and further improve the efficient and
stable operation of the microgrid system.
Key word: Microgrid; Inverter; Active power control; Voltage waveform;
Simulink model
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郑州工业应用技术学院毕业设计 微电网模拟系统设计
目录
1 绪论.....................................................................................................................1
1.1 背景介绍..................................................................................................2
1.2 国内外研究情况......................................................................................3
1.3 微电网建设的挑战与优势.....................................................................3
1.4 微电网的优势.........................................................................................4
1.5 微电网应用技术.....................................................................................5
1.6 离网运行不平衡负载和非线性负载下输出电压矫正技术.................6
1.7 微电网并离网无缝切换技术..................................................................6
2 技术方法.............................................................................................................8
2.1 微电网拓扑电路.....................................................................................8
2.2 微电网控制技术.....................................................................................9
2.3 硬件电路设计........................................................................................10
3 系统运行过程及仿真......................................................................................13
3.1 系统设计...............................................................................................13
3.2 模型搭建...............................................................................................13
3.3 相关参数设置........................................................................................14
3.4 PWM 波形生成 .....................................................................................14
3.5 波形输出观测.......................................................................................15
3.6 控制系统...............................................................................................16
4 仿真结果..........................................................................................................18
4.1 电压仿真波形.......................................................................................18
4.2 电流仿真波形.......................................................................................19
5 结论与展望......................................................................................................21
参考文献..............................................................................................................22
致谢......................................................................................................................23
附录......................................................................................................................24
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郑州工业应用技术学院毕业设计 微电网模拟系统设计
1
1 绪论
在当今社会,可持续发展问题一直作为热门的话题被人们所讨论。我们在过去的
发展道路上对待环境问题,选择先污染,再治理的处理方法。然而,越来越多自然灾
害的发生警示我们,应该停止破坏环境。我们应该延缓、扭转和控制全球气温上升的
趋势。为此,我们不能再跟以前一样燃烧化石燃料作为能源。
在这个大的环境保护背景下,需要生产大量无碳电力,并将尽可能多种类的新能
源接入电网。新能源应用包括交通和工业等方面,让一切实现电气化!这个时代需要
一个更绿色环保的电网,但这还不是全部。高度数字化的现代世界还需要更可靠的电
网,能够为医院或数据中心等设施提供高质量的电力,即使是短暂的停电也不会造成
任何金钱或生命的损失。
最具潜力的可再生能源其中包括风能和太阳能,它们又是不可控的,这意味着它
们按照自然的时间表来来去去,而不是由人类需求所决定。它们随着天气的变化和位
置的不同而变化。因此想要将它们整合到电网的同时保持和提高可靠性就意味着必须
找到巧妙的方法来平衡它们的波动。此外每当重大灾害发生时,电力总是需要很长的
时间才能恢复,一个能够在灾难或攻击后快速恢复并运行(至少对于重要站点)的电网
在这个时代是极其重要的。
这是一个三重挑战:同时需要一个更环保、更可靠、更有弹性的电网。有一种技
术有望在某一天成为此挑战的解决方案,且同时满足电网的三个需求,这就是微电网
技术。从技术上讲,电网是电源、电力用户、连接它们的电线和某种控制系统的任意
组合。微电网是一个范围较小且能够自身独立的电网。它的范围可以包括,一栋小建
筑(有时称为“纳米电网”),甚至是一个小的电子设备(“微微电网”)。
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