摘 要

直流配电网系统多应用于分布式电源多点接入，可以促进直流家电以及＂直流生态住宅＂的发展，是配电领域的发展方向。目前电力消费终端中直流负载所起的作用越来越重要，采用直流配电可以减少变流环节提高用电效率；此外，相对于交流配电，直流配电网更加易于新能源发电机和储能装置的接入，因此直流配电在解决能源危机中体现着开源可节流的双重作用，并得到越来越多的关注。在参考直流输电、船载直流系统、数据中心直流配电系统、分布式直流供电系统以及光伏直流汇集系统等研究基础上，概括了配电效率、输电容量、拓扑结构、系统稳定性、潮流计算和控制、继电保护和直流变压器等方面的国内外研究现状，并进行了综述。直流配电网直接面向供用电设备，可以很便捷实现可再生能源的并网集成以及直流负荷的高效用电，在未来有很大的市场应用前景。在直流配电网中，为了抑制可再生能源引起的节点电压波动，在这篇文章中提出了电气弹簧的运用。主要是利用电力电子变换器来调节直流配电网中的可控负荷，使其跟随可再生能源的波动性和不确定性，实现对波动功率的有效平衡，从而可以避免间歇性潮流在配电线路上的传输，从而可以有效地抑制可再生能源的节点电压波动。针对光伏发电，在建立物理模型和电路模型的基础上，利用数学模型分析了电压波动问题的成因以及影响因素；然后在提出直流电气弹簧的数学模型、参数设计、控制策略和有效边界的条件，接着对配电网的电压波动进行抑制；最后，利用MATLAB/SIMULIK进行仿真，分析波动图形，验证所提出的抑制方法是否可以有效地抑制配电网中的电压波动^[1]。

关键词 直流配电网 新能源发电 电压波动抑制 电气弹簧

Abstract

DC distribution system is widely used in distributed power multi-point access, which can promote the development of DC home appliances and "DC eco-residential", which is the development direction of distribution field. At present, the role of DC load in the power consumption terminal is more and more important, and the use of DC power distribution can reduce the flow efficiency of the converter. In addition, the DC distribution network is more easy to replace the new energy generator and the storage Can be installed access, so DC power distribution in the solution to the energy crisis reflects the dual role of open source can be reduced, and get more and more attention. Based on the study of DC transmission, shipborne DC system, data center DC power distribution system, distributed DC power supply system and PV DC confluence system, the power distribution efficiency, transmission capacity, topology, system stability, power flow calculation And control, relay protection and DC transformers and other aspects of domestic and international research status, and were reviewed. DC distribution network directly for power supply equipment, can be very convenient to achieve renewable energy and grid integration and DC load of high efficiency electricity, in the future there is a great market prospects. In the DC distribution network, in order to suppress the node voltage fluctuations caused by renewable energy, in this article put forward the use of electrical springs. Mainly through the use of power electronic converters to adjust the DC distribution network in the controllable load, so that follow the volatility and uncertainty of renewable energy to achieve an effective balance of the fluctuation of power, which can avoid intermittent power flow in the distribution Transmission on the line, which can effectively suppress the node voltage fluctuations of renewable energy. Based on the establishment of physical model and circuit model, the mathematical model is used to analyze the causes and influencing factors of voltage fluctuation. Then, the mathematical model, parameter design, control strategy and effective boundary condition of DC electrical spring are put forward. Then, the voltage fluctuation of the distribution network is restrained. Finally, the simulation is carried out by MATLAB / SIMULIK, and the fluctuation pattern is analyzed to verify whether the proposed suppression method can effectively suppress the voltage fluctuation^[1].

Key words DC distribution network New energy power generation Voltage fluctuation suppression Electrical spring

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 项目研究的背景 1

1.1.1 国外研究现状 1

1.1.2 国内研究现状 4

1.2 目的及意义 4

1.3 发展现状 5

1.4 本文主要研究的内容 6

第2章 直流配电网电压波动的成因及影响 7

2.1 成因及影响 7

2.2 小结 9

第3章 自抗扰技术 11

3.1 概述 11

3.2自抗扰结构框图 12

3.2 典型自抗扰应用程序 12

3.3 典型自抗扰应用结构框图 17

3.4 仿真结果 17

第4章 基于PID控制器的建模与仿真 18

4.1 理论分析 18

4.2结构框图 20

4.3 仿真结果 20

4.4小结 20

第5章 基于自抗扰控制器建模与仿真 22

5.1 模型构建 22

5.2 仿真 23

5.3 小结 23

第6章 总结与展望 25

6.1 总结 25

6.2 展望 25

参考文献 27

致谢 28

附录一 基于自抗扰控制器模型图 29

附录二 基于自抗扰控制器仿真图 30

附录三 基于PID控制器的模型图 31

附录四 基于PID控制器的模型图 32

绪论

1.1 项目研究的背景

1.1.1 国外研究现状

国外研究资料表明，基于直流的配电网在输送容量、可控性及提高供电质量等方面具有比交流更好的性能，可以有效提高电能质量、减少电力电子换流器的使用、降低电能损耗和运行成本、协调大电网与分布式电源之间的矛盾，充分发挥分布式能源的价值和效益^[2]。

（1）美国的直流配电网研究