電網(wǎng)頻率特性是電力系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理分析和控制策略研究的基礎(chǔ),主要研究微電網(wǎng)中涉及雙向儲(chǔ)能設(shè)備的頻率特性分析問(wèn)題。首先,對(duì)變流器的功頻特性和調(diào)頻原理進(jìn)行總結(jié)和分析。在此基礎(chǔ)之上,針對(duì)傳統(tǒng)頻率特性分析法存在的參考值問(wèn)題、單電源問(wèn)題和單維度問(wèn)題,提出雙象限頻率特性（dual quadrant frequency characteristic,DQFC）分析方法。該方法構(gòu)建統(tǒng)一的功率參考體系,不但能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)分析方法的功能,而且可對(duì)雙向儲(chǔ)能設(shè)備和復(fù)雜多電源系統(tǒng)的一次調(diào)頻、二次調(diào)頻機(jī)理進(jìn)行定性和定量分析。該多電源系統(tǒng)可由發(fā)電機(jī)組、無(wú)窮大電網(wǎng)、實(shí)際電網(wǎng)和多種控制策略下發(fā)電機(jī)模式/電動(dòng)機(jī)模式運(yùn)行的雙向儲(chǔ)能設(shè)備組合而成。最后,基于Matlab/Simulink仿真平臺(tái)驗(yàn)證DQFC分析方法的正確性和可行性。 

【文章來(lái)源】：太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2020,41(08)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

傳統(tǒng)頻率特性分析方法

采用上述基本思路，提出DQFC分析方法，其基本圖解見(jiàn)圖2。如未特別指出，本文出現(xiàn)的電源默認(rèn)采用下垂控制。負(fù)荷吸收功率，故其頻率特性位于第Ⅰ象限，對(duì)應(yīng)的功率值為正。電源發(fā)出功率，故其頻率特性位于第Ⅱ象限，對(duì)應(yīng)的功率值為負(fù)。圖2中直線(xiàn)LG和LL0分別為發(fā)電設(shè)備的頻率特性和總負(fù)荷的初狀態(tài)的頻率特性。直線(xiàn)o與縱軸、LG和LL0的交點(diǎn)分別為點(diǎn)x、a和b，有線(xiàn)段ax和bx等長(zhǎng)，即PG0=PL0，滿(mǎn)足式（1）的功率平衡關(guān)系。因此初始狀態(tài)下，系統(tǒng)的運(yùn)行線(xiàn)為直線(xiàn)o。點(diǎn)x處的坐標(biāo)為fN，系統(tǒng)在額定頻率fN下運(yùn)行。分析當(dāng)總負(fù)荷增加ΔPL0后，穩(wěn)態(tài)運(yùn)行線(xiàn)的變化：負(fù)荷增加后，負(fù)荷的頻率特性將向右移動(dòng)而變?yōu)閳D2中的直線(xiàn)LL1，在此情況下，若系統(tǒng)仍保持額定頻率不變，則負(fù)荷吸收的功率將由PL0增加到PL0+ΔPL0，即相當(dāng)于直線(xiàn)LL1上的c點(diǎn)（對(duì)應(yīng)于圖1中的a點(diǎn)）。但實(shí)際上，由于負(fù)荷增加破壞了原有的功率平衡，在發(fā)電設(shè)備和負(fù)荷的調(diào)頻作用下，頻率將下降至新的平衡值f1，運(yùn)行線(xiàn)為圖2中的直線(xiàn)o′，有線(xiàn)段dy與ey等長(zhǎng)，即達(dá)到PG1=PL1的新功率平衡。下面分析發(fā)電機(jī)組調(diào)頻的具體過(guò)程。當(dāng)總負(fù)荷增加后，起初由于發(fā)電機(jī)組的慣性，轉(zhuǎn)速不能突然變化，系統(tǒng)頻率和系統(tǒng)發(fā)出的功率暫時(shí)保持不變，使發(fā)電機(jī)組的輸出功率小于負(fù)荷的功率，造成能量的缺額。這一缺額只能由發(fā)電機(jī)組將儲(chǔ)存的動(dòng)能釋放，于是機(jī)組轉(zhuǎn)速開(kāi)始降低。由于發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速降低，在調(diào)速系統(tǒng)的作用下，進(jìn)氣閥和進(jìn)水閥開(kāi)度增大，原動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率增加，進(jìn)而發(fā)電機(jī)的輸出功率也隨之增加。同時(shí)，電力系統(tǒng)中的負(fù)荷隨頻率的變化按照自身的調(diào)頻特性進(jìn)行調(diào)節(jié)，一般而言在負(fù)荷突增導(dǎo)致頻率下降后，負(fù)荷會(huì)減少吸收的功率。隨著這2個(gè)過(guò)程的進(jìn)行，系統(tǒng)將達(dá)到新的平衡。

針對(duì)發(fā)電機(jī)組，其分析與圖2所示的單電源系統(tǒng)DQFC分析類(lèi)似。區(qū)別在于，由于有多個(gè)電源，在頻率軸左側(cè)有多個(gè)電源的頻率特性。下面以2個(gè)頻率特性不同的發(fā)電機(jī)組為例進(jìn)行說(shuō)明，如圖3所示。直線(xiàn)LG1和LG2分別為發(fā)電機(jī)組1和發(fā)電機(jī)組2的頻率特性，初始穩(wěn)態(tài)下標(biāo)用0表示，調(diào)頻后的穩(wěn)態(tài)下標(biāo)用1表示。由運(yùn)行線(xiàn)o對(duì)應(yīng)的初平衡狀態(tài)得：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]規(guī)�；植际絻�(chǔ)能的關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)研究綜述[J]. 李建林,馬會(huì)萌,袁曉冬,王展,葛樂(lè).  電網(wǎng)技術(shù). 2017(10)
[2]微電網(wǎng)三相四柱組合式雙向變流器雙模式控制[J]. 劉釗,孫新程,譚迪,吉小鵬,葉曙光,黃向奔.  電網(wǎng)技術(shù). 2017(12)
[3]虛擬同步機(jī)與自主電力系統(tǒng)[J]. 鐘慶昌.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(02)
[4]電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)能量交互的雙向變流器拓?fù)溲芯縖J]. 鮑諺,姜久春,張宏韜,牛利勇,張維戈.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(31)
[5]低壓微網(wǎng)控制策略研究[J]. 王成山,高菲,李鵬,黃碧斌,丁承第,于浩.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(25)
[6]應(yīng)用于微電網(wǎng)的儲(chǔ)能及其控制技術(shù)[J]. 唐西勝,齊智平.  太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2012(03)
[7]改善電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力性能的雙向Z源逆變器控制策略[J]. 劉和平,劉平,胡銀全,付強(qiáng).  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(02)

碩士論文
[1]儲(chǔ)能雙向變流器的研制及其控制策略研究[D]. 張磊.安徽大學(xué) 2016
[2]雙向儲(chǔ)能逆變器控制及切換策略研究[D]. 戴梅芝.電子科技大學(xué) 2014
[3]基于雙向變流器技術(shù)的蓄電池充放電裝置的研究[D]. 楊孝志.合肥工業(yè)大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3405819