直流配電網(wǎng)電磁暫態(tài)仿真算法地研究

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1、萬方數(shù)據(jù)浙江大學(xué)研究生學(xué)位論文獨創(chuàng)性聲明fUllIIIIlUlUlIIlY2763775本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外。論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。也不包含為獲得逝．江盤堂或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名：張這簽字日期：勿／壚年∥月7日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解逝壘盤塋有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)

2、構(gòu)送交本論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)澎鎏表塋可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索和傳播，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書)學(xué)位論文作者簽名：漩簽字日期：加j中年占月]日導(dǎo)師簽名：簽字日期：三1鐫肛r弘

3、忙√眵日萬方數(shù)據(jù)浙江大學(xué)碩上學(xué)位論文摘要隨著能源需求與環(huán)境問題的日趨緊迫，風(fēng)電、太陽能發(fā)電等可再生能源發(fā)電技術(shù)以及儲能技術(shù)越來越受到人們的重視。相較于交流配電網(wǎng)，直流配電網(wǎng)在新能源接入方面更有優(yōu)勢。為了研究直流配電網(wǎng)的

4、運(yùn)行特性和動態(tài)響應(yīng)等性質(zhì)，直流配電網(wǎng)的仿真技術(shù)變得越來越重要。直流配電系統(tǒng)主要分為一次側(cè)電氣網(wǎng)絡(luò)和二次側(cè)控制網(wǎng)絡(luò)兩部分。由于電力電子裝置多，電力開關(guān)的控制邏輯復(fù)雜，二次側(cè)控制網(wǎng)絡(luò)仿真難度大。本文系統(tǒng)研究了直流配電網(wǎng)仿真問題，主要內(nèi)容如下：首先，搭建了光伏電池、鋰電池、VoltageSourceConverter(vsc)變流器、交直流負(fù)荷等元器件的電磁暫態(tài)仿真模型。對基礎(chǔ)元件的電磁暫態(tài)仿真建模方法進(jìn)行了研究，包括電7i元件和控制元件。在此基礎(chǔ)上在PSCAD中搭建了直流配網(wǎng)系統(tǒng)中常用的復(fù)雜元件光伏電池、鋰電池、V

5、SC變流器、交直流負(fù)荷等模型，然后利用電磁暫態(tài)仿真算法，對各個元仆進(jìn)行建模并用算例進(jìn)行了驗證元件的正確性。然后，為了提高仿真效率，提出了適用于控制系統(tǒng)仿真的延時解耦并行算法。直流配I網(wǎng)中，開關(guān)元件眾多，控制邏輯復(fù)雜，二次側(cè)控制網(wǎng)絡(luò)仿真難度大，速度慢。在控制網(wǎng)絡(luò)中，存在較多的時延環(huán)節(jié)，當(dāng)仿真步長小于等于時延時，時延環(huán)節(jié)兩端的網(wǎng)絡(luò)是解耦的。為了減小控制系統(tǒng)系數(shù)矩陣的維數(shù)，提高整個仿真程序的并行效率，提出了控制網(wǎng)絡(luò)的延時解耦并行仿真算法，利用時延環(huán)節(jié)將控制網(wǎng)絡(luò)解耦，實現(xiàn)分網(wǎng)并行算法。基于上述理論研究成果，開發(fā)了直流配

6、電網(wǎng)電磁暫態(tài)仿真程序，應(yīng)用了適用于電氣網(wǎng)絡(luò)的MATE并行算法，以及適用于控制網(wǎng)絡(luò)時延解耦并行算法，對仿真程序進(jìn)行了并行化，有效提高了整體的仿真速度和仿真程序的并行度。進(jìn)一步，對仿真程序的正確性、高效性等方面進(jìn)行了測試。本文的研究發(fā)展了電磁暫態(tài)并行計算的理論和方法，搭建了直流配電網(wǎng)絡(luò)元件的模型，構(gòu)建了適用于直流配電網(wǎng)系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真平臺，為直流配電網(wǎng)的理論、方法和技術(shù)的發(fā)展提供了關(guān)鍵的研究和實驗手段，所獲成果具有重要的理論和實用價值。關(guān)鍵詞：直流配電網(wǎng)；電磁暫態(tài)仿真；并行計算；控制系統(tǒng)仿真萬方數(shù)據(jù)浙江大學(xué)碩上學(xué)

7、位論文AbstractAlongwiththeincreasinglyurgentdemandforenergyandsevereenvironmentalproblems，windgeneration，photovoltaicpowergenerationandotherrenewableenergytechnologiesaswellasenergystoragetechnologyattractmoreandmoreattention．ComparedwithAC(AltematingCurrent，AC

8、)powerdistributionsystem，theDC(DirectCurrent，DC)powerdistributionsystemhasmoreadvantagesinrenewablegenerationaccommodation．TostudytherunningcharacteristicsanddynamicresponseofDCpowerdistributionsystem，systemsimulationofDCpowerdistributionsystemisinevitable．T

9、heDCpowerdistributionsystemconsistsofelectricnetworkandcontrolnetwork．Becauseofthenumerouspowerelectronicdevicesandthecomplexcontrollogicofpowerswitches，simulationofthecontrolnetworkbecomesdiffi