發(fā)布時間：2018-11-25 22:35

【摘要】：隨著電力需求的增加和分布式發(fā)電技術的發(fā)展,統一協同管理和調度分布式電源,既能在孤島情況下對一定范圍內負荷進行供電,又與電網進行功率交換的微網技術得到了廣泛應用,實現了大規(guī)模分布式電源接入電網,但隨著微網規(guī)模的不斷擴大,加上分布式電源滲透率的不斷提高,使傳統微網在集中調度方式,如主從控制,分層控制下出現了調度成本增加,系統拓撲結構拓展困難等問題,不利于分布式電源的高效利用,且由于分布式電源多以電力電子逆變器的形式接入微網系統,響應速度較快,外特性較硬,難以為微網系統帶來如同步電機固有的旋轉慣性,導致系統易振蕩,整體穩(wěn)定性不高。本文在微網逆變器控制上采用了虛擬同步機方法,在實現微網分布式控制的同時,通過模擬同步電機轉子運動方程進行控制器設計,產生與同步電機相似的外特性,提高系統整體慣性。與現有方法相比,本文基于多環(huán)控制實現,外環(huán)加入虛擬慣性實現分布式頻率電壓調節(jié),內環(huán)實現輸出電壓無差調節(jié)并提高電流動態(tài)響應;設計了改進的基于虛擬磁鏈的矢量定向方法,應用于dq坐標系下控制及并網預同步過程,實現了輸出電壓對于電網電壓的無差跟蹤以及孤島、并網模式的平滑切換;設計了基于模糊控制器的虛擬慣性時間常數自適應調節(jié)機制,為虛擬同步機提供了較寬的慣性帶寬,抑制微網振蕩引起的頻率波動,并在負荷投切和分布式電源接入時展現出更好的動態(tài)特性。文章提出的虛擬同步機多環(huán)控制結構、并網策略及參數自適應調節(jié)方法,均在Matlab/simulink平臺下搭建仿真模型,并進行了算例分析,實驗結果與現有方法進行了對比,證明了提出方法的有效性,展現了控制性能的提升,對于分布式電源大規(guī)模利用和微網與電網側的功率交互都有一定參考價值。
[Abstract]:With the increase of power demand and the development of distributed generation technology, unified cooperative management and dispatch of distributed power supply can supply power to a certain range of loads in isolated island. The microgrid technology of power exchange with the power grid has been widely used to realize large-scale distributed power generation access to the grid, but with the continuous expansion of the microgrid scale and the increasing permeability of distributed power generation, The traditional microgrid has some problems such as the increase of scheduling cost and the difficulty of expanding the system topology under centralized scheduling, such as master-slave control, hierarchical control, and so on, which is not conducive to the efficient utilization of distributed power. Because the distributed power supply is connected to the microgrid system in the form of power electronic inverter, the response speed is fast and the external characteristic is hard, so it is difficult to bring the rotating inertia of the synchronous motor to the microgrid system, which leads to the system oscillation easily. The overall stability is not high. In this paper, the method of virtual synchronous machine is used in the control of microgrid inverter. The controller is designed by simulating the motion equation of the rotor of synchronous motor while realizing the distributed control of microgrid, which produces the external characteristics similar to that of the synchronous motor. Improve the overall inertia of the system. Compared with the existing methods, this paper realizes the distributed frequency and voltage regulation based on the multi-loop control, the outer loop adds virtual inertia, and the inner loop realizes the output voltage adjustment without difference and improves the dynamic response of the current. An improved vector orientation method based on virtual flux linkage is designed, which is applied to the process of control and grid-connected pre-synchronization in dq coordinate system. The output voltage is tracked without difference to the grid voltage, and the smooth switching of islanding and grid-connected mode is realized. An adaptive control mechanism of virtual inertial time constant based on fuzzy controller is designed, which provides a wide inertial bandwidth for the virtual synchronous machine and suppresses the frequency fluctuation caused by the microgrid oscillation. And show better dynamic characteristics in load switching and distributed power access. In this paper, the virtual synchronous machine multi-loop control structure, grid-connected strategy and parameter adaptive adjustment method are all built under the Matlab/simulink platform, and an example is given. The experimental results are compared with the existing methods. It is proved that the proposed method is effective and the control performance is improved. It has some reference value for large-scale utilization of distributed power generation and power interaction between microgrid and power grid side.
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM464;TM727

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本文編號：2357566