發(fā)布時間：2017-10-08 19:02

  本文關(guān)鍵詞：基于微電網(wǎng)的逆變器控制策略研究

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【摘要】：隨著可再生能源的廣泛應(yīng)用，大量分布式發(fā)電單元的并網(wǎng)會給大電網(wǎng)帶來嚴(yán)重的影響，使電能質(zhì)量惡化，為了解決這些問題，微電網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生，多個分布式發(fā)電單元組成微電網(wǎng)系統(tǒng)再接入大電網(wǎng)就可以避免分布式發(fā)電單元帶來的負(fù)面影響。微電網(wǎng)運(yùn)行的首要問題是控制，而逆變器作為微電網(wǎng)中各分布式電源并網(wǎng)的核心，其控制效果對微電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。本文主要是研究微電網(wǎng)逆變器的控制策略，主要研究了兩種借鑒同步發(fā)電機(jī)特性的逆變器控制策略，一種是下垂控制策略，一種是虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)。研究具體內(nèi)容包括： 對微電網(wǎng)的概念、特點(diǎn)以及國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀加以了闡述，介紹了微電網(wǎng)的基本組成和微電網(wǎng)逆變器控制的研究意義。 建立了典型的風(fēng)光互補(bǔ)微電網(wǎng)系統(tǒng)模型，詳細(xì)分析了其組成部分的各分布式單元和儲能單元的模型特點(diǎn)及其相應(yīng)的逆變器并網(wǎng)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而推導(dǎo)出逆變器的控制結(jié)構(gòu)。結(jié)合微電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行需求，介紹了現(xiàn)有常用的幾種微電網(wǎng)逆變器控制策略。 介紹了逆變器的下垂特性原理和下垂控制方法，針對下垂控制策略存在的缺點(diǎn)，提出了改進(jìn)的下垂控制策略，孤島狀態(tài)下使用電能質(zhì)量模式，當(dāng)負(fù)載變化時通過改變下垂特性的位置以恢復(fù)系統(tǒng)的電壓和頻率；并網(wǎng)狀態(tài)下引入前饋偏置電流，當(dāng)主電網(wǎng)電壓和頻率偏移時，逆變電源改變輸出有功功率和無功功率用以作為電網(wǎng)支撐，保證微電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，此模式稱為電網(wǎng)支撐模式，經(jīng)對PSCAD中建立的微電網(wǎng)模型進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果驗(yàn)證了改進(jìn)的下垂控制策略確實(shí)能有效改善傳統(tǒng)下垂控制的缺點(diǎn)。 重點(diǎn)介紹了采用虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)，其作為微電網(wǎng)逆變器的控制策略能模仿同步發(fā)電機(jī)的大慣性，大輸出阻抗特點(diǎn)，從而使微電網(wǎng)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗擾動和抗電流沖擊的特征。根據(jù)同步發(fā)電機(jī)的二階數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)了虛擬同步發(fā)電機(jī)逆變器的控制算法。借鑒同步發(fā)電機(jī)的控制策略，分別設(shè)計(jì)頻率控制器和電壓控制器用來實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)頻率和電壓的控制，其功能和原理類似于同步發(fā)電機(jī)的調(diào)速器和勵磁調(diào)節(jié)器。根據(jù)微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行和孤島運(yùn)行的不同要求，分別設(shè)計(jì)了虛擬同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)模式下和孤島模式下的頻率控制器和電壓控制器。然后使用虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)作為PSCAD中微電網(wǎng)模型的逆變器控制策略，進(jìn)行微電網(wǎng)孤島模式下的恒負(fù)載、變負(fù)載仿真、并網(wǎng)模式仿真以及模式切換過程的仿真，，仿真結(jié)果表明虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)可以有效控制微電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。最后對提出的兩種逆變器控制策略的控制效果進(jìn)行了對比分析。
【關(guān)鍵詞】：微電網(wǎng) 分布式電源 逆變器 下垂控制 虛擬同步發(fā)電機(jī)
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 引言9-17
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 微電網(wǎng)的發(fā)展概況11-13
• 1.2.1 微電網(wǎng)的國外發(fā)展?fàn)顩r11-12
• 1.2.2 微電網(wǎng)的國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r12-13
• 1.3 微電網(wǎng)的組成及其逆變器控制意義13-15
• 1.3.1 微電網(wǎng)的組成13-14
• 1.3.2 微電網(wǎng)逆變器的控制意義14-15
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容15-17
• 2 微電網(wǎng)系統(tǒng)模型及逆變器控制策略分析17-35
• 2.1 微電網(wǎng)系統(tǒng)模型分析17-25
• 2.1.1 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)18-20
• 2.1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)20-22
• 2.1.3 蓄電池22-23
• 2.1.4 超級電容23-24
• 2.1.5 DC/DC 變換器24-25
• 2.2 逆變電源控制結(jié)構(gòu)分析25-30
• 2.2.1 逆變電源的模型分析25-28
• 2.2.2 逆變器控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28-30
• 2.3 逆變器的控制策略分析30-34
• 2.3.1 下垂控制30-31
• 2.3.2 恒功率控制31-33
• 2.3.3 恒壓恒頻控制33-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 3 微電網(wǎng)逆變器下垂控制策略35-47
• 3.1 同步發(fā)電機(jī)的靜態(tài)下垂特性35-36
• 3.2 逆變電源下垂控制策略原理36-38
• 3.2.1 逆變電源輸出功率特性分析36-37
• 3.2.2 逆變電源下垂控制原理37-38
• 3.3 改進(jìn)的下垂控制策略38-46
• 3.3.1 孤島模式控制策略39-41
• 3.3.2 并網(wǎng)模式控制策略41-42
• 3.3.3 改進(jìn)下垂控制策略仿真分析42-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 4 虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)47-62
• 4.1 虛擬同步發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)方法47-50
• 4.1.1 同步發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型47-49
• 4.1.2 逆變電源的虛擬同步發(fā)電機(jī)模型分析49-50
• 4.2 虛擬同步發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)50-52
• 4.3 頻率控制器設(shè)計(jì)52-54
• 4.3.1 同步發(fā)電機(jī)的調(diào)頻過程52-53
• 4.3.2 虛擬同步發(fā)電機(jī)的頻率控制器設(shè)計(jì)53-54
• 4.4 電壓控制器設(shè)計(jì)54-58
• 4.4.1 電壓調(diào)節(jié)原理54-55
• 4.4.2 同步發(fā)電機(jī)的勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)55
• 4.4.3 虛擬同步發(fā)電機(jī)的電壓控制器55-58
• 4.5 虛擬同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行控制58-60
• 4.5.1 虛擬同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行58-60
• 4.5.2 虛擬同步發(fā)電機(jī)的孤島運(yùn)行控制60
• 4.6 本章小結(jié)60-62
• 5 虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)仿真分析62-73
• 5.1 虛擬同步發(fā)電機(jī)仿真模型62-64
• 5.1.1 微電網(wǎng)模型62-63
• 5.1.2 虛擬同步發(fā)電機(jī)算法仿真模型63
• 5.1.3 虛擬同步發(fā)電機(jī)控制器仿真模型63-64
• 5.2 虛擬同步發(fā)電機(jī)孤島模式運(yùn)行仿真64-67
• 5.2.1 虛擬同步發(fā)電機(jī)孤島模式下帶恒定負(fù)載運(yùn)行仿真64-66
• 5.2.2 虛擬同步發(fā)電機(jī)孤島模式下負(fù)載突變運(yùn)行仿真66-67
• 5.3 虛擬同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)模式運(yùn)行仿真67-71
• 5.3.1 微電網(wǎng)模式切換運(yùn)行仿真68-69
• 5.3.2 微電網(wǎng)并網(wǎng)模式運(yùn)行仿真69-71
• 5.4 下垂控制與虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)的對比71-72
• 5.5 本章小結(jié)72-73
• 結(jié)論73-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 致謝79-80
• 在學(xué)研究成果80

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10 畢大強(qiáng);牟曉春;任先文;薛雷;;含多微源的微電網(wǎng)控制策略設(shè)計(jì)[J];高電壓技術(shù);2011年03期

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2 廉超;宋騰;李鵬;顧志強(qiáng);江百川;;微電網(wǎng)及其控制技術(shù)研究[A];中國高等學(xué)校電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)第二十四屆學(xué)術(shù)年會論文集（下冊）[C];2008年

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本文編號：995702