【摘要】：由于電力需求的日益增長、工業(yè)的快速發(fā)展及其帶來的環(huán)境污染問題,可再生能源分布式發(fā)電系統(tǒng)得到了廣泛的研究和應(yīng)用。微電網(wǎng)作為一種分布式發(fā)電系統(tǒng),通過電力電子轉(zhuǎn)換接口,將多種可再生能源、儲能裝置、本地負荷、控制單元與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)集成,在近年來得到了廣泛的研究。但是,由于各分布式電源(Distributed Generation,DG)與公共連接點(Point of Common Coupling,PCC)間的饋線阻抗不同,各分布式電源提供的有功功率和諧波補償無法合理分配,給整個微電網(wǎng)的穩(wěn)定運行帶來了不利影響。因此,研究有功功率、諧波補償?shù)暮侠矸峙?對提升微電網(wǎng)穩(wěn)定性具有十分重要的意義。為了克服傳統(tǒng)電能質(zhì)量治理方式引起的系統(tǒng)體積大、維護成本高的缺點,考慮到多功能逆變器除了能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定電壓輸出、有功功率輸出與均衡的基本功能之外,更兼具諧波補償和無功補償功能,因此,本文使用多功能逆變器作為新能源接入微電網(wǎng)的電力電子接口,以多功能逆變器的協(xié)同優(yōu)化控制為對象,做出深入的研究和分析。首先,為保證微電網(wǎng)電能質(zhì)量,使協(xié)同優(yōu)化控制方法更具實際意義,本文結(jié)合實際應(yīng)用場景,設(shè)計具有多個并聯(lián)多功能逆變器的微電網(wǎng)拓撲,并且在各多功能逆變器本地實現(xiàn)諧波補償,使PCC處的電壓、電流THD符合電網(wǎng)電能質(zhì)量的要求。其次,針對傳統(tǒng)有功功率、諧波補償二次分配中系統(tǒng)過度依賴集中控制器的問題,本文基于多智能體及其一致性算法理論,設(shè)計了一種基于通信的微電網(wǎng)分層控制結(jié)構(gòu),提高了整個系統(tǒng)的容錯性和可擴展性。然后,為了解決線路阻抗引起的微電網(wǎng)各DG單元輸出有功功率分配不合理的問題,本文在多智能體及其一致性算法理論和下垂控制的基礎(chǔ)上,提出一種有功功率協(xié)同優(yōu)化控制方法,實現(xiàn)有功功率在各DG之間的合理分配。并且,針對下垂控制在功率變化時引起的輸出電壓偏差問題,在控制策略中嵌入一種電壓幅值/頻率偏差補償控制,使逆變器輸出電壓幅值/頻率在短時間內(nèi)恢復(fù)到給定值。最后,針對線路阻抗引起的微電網(wǎng)各DG單元諧波補償分配不合理的問題,本文在分析多功能逆變器的輸出阻抗頻域特性的基礎(chǔ)上,提出一種諧波補償協(xié)同優(yōu)化控制方法,通過一致性算法理論重塑多功能逆變器輸出阻抗,實現(xiàn)諧波補償電流在微電網(wǎng)中各DG單元之間的合理分攤。
【圖文】：

額定容量2 2P 4000W , Q 2000Var3 3P 4000W , Q 2000VarLCL濾波器2 22 20.2 , 1.8 31.8 3 , 27 6f fg fR L e HL e H C e F 3 33 30.2 , 1.8 31.8 3 , 27 6f fg fR L e HL e H C e F 下垂參數(shù)* *2 22 22 * 50, 230 * 22 4, 1 3p qpi Ek e k e * *3 33 32 * 50, 230 * 22 4, 1 3p qpi Ek e k e 雙環(huán)控制2 22 25.65, 0.0160.04, 8 3pc icpv ivK KK K e 3 33 35.65, 0.0160.04, 8 3pc icpv ivK KK K e 由于可再生能源分布式電源的有功功率不可控，因此，有功功率的協(xié)同優(yōu)化控制只應(yīng)用于圖 2-11 中的逆變器 2、3 上。如圖 2-12 為無有功功率協(xié)同優(yōu)化控制時逆變器 2、3 有功功率分配圖，虛線表示 DG2 輸出有功功率，實線表示 DG3 輸出有功功率，從圖中可以看書，由于饋線阻抗不同的影響，逆變器 2、3 輸出的有功功率呈現(xiàn)較大不同，，其中逆變器 2 輸出有功功率穩(wěn)定在 2600W 左右，逆變器 3 輸出有功功率穩(wěn)定在 2000W 左右。

0-100-200-300-400100200300400諧波補償前電壓[V]1.2 1.21 1.22 1.23 1.24 1.25時間[s]THD[%]0.100.20.30.40.50.60.70.80.90 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20諧波階次基波（50HZ）=307.7V，THD=1.95%(b)圖 2-20 諧波補償前后逆變器 4 PCC 處電壓及傅里葉分析(a) 諧波補償前電壓及傅里葉分析；(b) 諧波補償后電壓及傅里葉分析如圖 2-19~2-20 所示，經(jīng)過 t=0.5s~t=1s 的諧波補償，多功能逆變器 4 PCC 處電流 THD 由 7.18%降至 1.62%，電壓 THD 由 2.63%降至 1.95%。如圖 2-21，與有功功率相似，由于饋線阻抗的影響，各逆變器諧波補償電流幅值也呈現(xiàn)較大不同。因此，為提升微電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性，我們需要設(shè)計一種協(xié)同控制方法，令各多功能逆變器的輸出有功功率和諧波補償電流得到合理的分配。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP273;TM464

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 支娜;張輝;肖曦;魏亞龍;;兩級式并網(wǎng)變換器級聯(lián)穩(wěn)定性及控制策略研究[J];電氣傳動;2015年06期

2 蘇玲;周翔;季良;趙冬梅;;微電網(wǎng)控制策略綜述[J];華東電力;2014年11期

3 劉吉臻;;大規(guī)模新能源電力安全高效利用基礎(chǔ)問題[J];中國電機工程學報;2013年16期

4 曾正;楊歡;趙榮祥;湯浩;金磊;朱明磊;湯勝清;;多功能并網(wǎng)逆變器研究綜述[J];電力自動化設(shè)備;2012年08期

5 雍龍泉;;線性代數(shù)課程增加蓋爾圓定理的思考[J];大慶師范學院學報;2009年03期

6 劉正誼 ,談順濤 ,曾祥君 ,張移星 ,謝小紅;分布式發(fā)電及其對電力系統(tǒng)分析的影響[J];華北電力技術(shù);2004年10期

7 張凱鋒,戴先中;電力系統(tǒng)分散控制[J];電力系統(tǒng)自動化;2003年19期

8 張劍輝,姜齊榮,趙地,嚴干貴;有源濾波器控制器的設(shè)計[J];電網(wǎng)技術(shù);2002年10期

本文編號：2665814