發(fā)布時間：2017-11-03 09:28

  本文關鍵詞：基于虛擬同步發(fā)電機的光伏逆變器并網控制的研究

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【摘要】：由于太陽能地域分布不均勻,以至于光伏發(fā)電需作為分布式電源接入電網。隨著分布式電源的滲透率不斷提高,傳統(tǒng)的同步發(fā)電機裝機容量在比例上逐漸降低,電力系統(tǒng)的旋轉備用容量以及轉動慣量相對減少。由于一次能源具有不可控性及間歇性,而一般的分布式電源大多采用并網逆變器和負荷組成微網,這種并網方式使并網單元不具有常規(guī)電力系統(tǒng)固有的慣性,這使得電網的穩(wěn)定性問題愈發(fā)嚴峻。本文將光伏并網逆變器作為研究對象,對并網逆變器在微網環(huán)境中的控制策略和應用進行研究。 本文首先簡要的介紹了光伏并網發(fā)電的結構與微電網技術的發(fā)展概況,總結出微網目前的控制結構與并網策略。通過對比微網中光伏逆變器與常規(guī)電網中的同步發(fā)電機的性能,得出了光伏逆變器具有容量小、慣性小、過流能力差的缺點。為了使光伏逆變器克服這些缺點,具有同步發(fā)電機的外特性,本文重點介紹了一種微網逆變器接口—虛擬同步發(fā)電機(virtual synchronous generator,VSG)的控制策略。詳細闡述VSG的基本原理及其實現(xiàn)方法,根據(jù)同步發(fā)電機的定子電氣數(shù)學模型與轉子機械數(shù)學模型與并網運行和孤島運行時微網對光伏逆變電源的技術要求,設計了功頻控制器和勵磁控制器。 在MATLAB/SIMULINK環(huán)境中搭建系統(tǒng)仿真模型,驗證所提出的虛擬同步發(fā)電機控制策略的并網特性,并對仿真結果進行詳細的分析。根據(jù)仿真結果,對其硬件電路和軟件進行設計。仿真與實驗結果表明,具有虛擬同機特性的光伏微網逆變技術,可以滿足并網運行和孤島運行時微網對光伏逆變電源的技術要求,同時也滿足大電網對微網的穩(wěn)定性要求。
【關鍵詞】：微網 光伏發(fā)電 虛擬同步發(fā)電機 功頻控制器 勵磁控制器
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-22
• 1.1 課題研究的背景及意義12-13
• 1.2 光伏發(fā)電技術的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢13-21
• 1.2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)結構17
• 1.2.2 MPPT控制與DC/DC電路17-18
• 1.2.3 儲能裝置與充放電控制器18-21
• 1.3 本章小結21-22
• 2 光伏并網逆變器的組網與控制22-30
• 2.1 微網的組網特點22-23
• 2.2 光伏微網逆變器的控制策略23-27
• 2.2.1 恒功率控制23-24
• 2.2.2 恒壓頻控制24-25
• 2.2.3 下垂控制25-27
• 2.3 光伏微網逆變器的組網結構27-29
• 2.3.1 主從控制27-28
• 2.3.2 對等控制28
• 2.3.3 分層控制28-29
• 2.4 本章小結29-30
• 3 虛擬同步發(fā)電機原理與實現(xiàn)30-44
• 3.1 基于虛擬同步發(fā)電機的光伏系統(tǒng)30-34
• 3.1.1 虛擬同步發(fā)電機系統(tǒng)結構30-32
• 3.1.2 虛擬同步發(fā)電機算法的數(shù)學模型32-34
• 3.2 虛擬同步發(fā)電機控制器設計34-43
• 3.2.1 頻率控制原理35-36
• 3.2.2 虛擬同步發(fā)電機功頻控制器設計36-37
• 3.2.3 同步發(fā)電機勵磁控制原理37-39
• 3.2.4 虛擬同步發(fā)電機勵磁控制設計39-41
• 3.2.5 虛擬同步發(fā)電機同步控制器設計41-43
• 3.3 本章小結43-44
• 4 基于VSG光伏并網逆變器控制的仿真研究44-52
• 4.1 基于VSG光伏并網逆變器模型的搭建44-46
• 4.1.1 VSG算法實現(xiàn)及建模44-45
• 4.1.2 VSG控制器的模型45
• 4.1.3 基于VSG光伏并網逆變器模型45-46
• 4.2 仿真實驗46-50
• 4.2.1 光照變化對光伏微網發(fā)電穩(wěn)定性影響實驗46-48
• 4.2.2 負載變化對光伏微網發(fā)電穩(wěn)定性影響實驗48
• 4.2.3 并網實驗48-50
• 4.3 本章小結50-52
• 5 基于VSG的光伏并網逆變系統(tǒng)的設計52-70
• 5.1 主電路設計52-56
• 5.1.1 儲能裝置設計52-54
• 5.1.2 IPM模塊的選型54-55
• 5.1.3 網側LC濾波電路參數(shù)設計55-56
• 5.3 控制電路設計56-59
• 5.3.1 直流電壓采樣電路56-57
• 5.3.2 交流電壓檢測電路57
• 5.3.3 交流電流采樣電路57-58
• 5.3.4 輔助電源設計58-59
• 5.4 軟件設計59-63
• 5.4.1 主程序流程圖60-61
• 5.4.2 中斷服務程序61
• 5.4.3 VSG算法實現(xiàn)61-62
• 5.4.5 儲能裝置能量管理程序62-63
• 5.5 系統(tǒng)實驗63-68
• 5.6 本章小結68-70
• 6 總結與展望70-72
• 6.1 總結70
• 6.2 今后工作展望70-72
• 參考文獻72-76
• 致謝76-78
• 作者簡介78

【參考文獻】

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中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 楊向真;微網逆變器及其協(xié)調控制策略研究[D];合肥工業(yè)大學;2011年

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本文編號：1135620