【摘要】：隨著電力需求的增加和分布式發(fā)電技術(shù)的發(fā)展,統(tǒng)一協(xié)同管理和調(diào)度分布式電源,既能在孤島情況下對(duì)一定范圍內(nèi)負(fù)荷進(jìn)行供電,又與電網(wǎng)進(jìn)行功率交換的微網(wǎng)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模分布式電源接入電網(wǎng),但隨著微網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,加上分布式電源滲透率的不斷提高,使傳統(tǒng)微網(wǎng)在集中調(diào)度方式,如主從控制,分層控制下出現(xiàn)了調(diào)度成本增加,系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)拓展困難等問(wèn)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(wǎng)系統(tǒng),響應(yīng)速度較快,外特性較硬,難以為微網(wǎng)系統(tǒng)帶來(lái)如同步電機(jī)固有的旋轉(zhuǎn)慣性,導(dǎo)致系統(tǒng)易振蕩,整體穩(wěn)定性不高。本文在微網(wǎng)逆變器控制上采用了虛擬同步機(jī)方法,在實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)分布式控制的同時(shí),通過(guò)模擬同步電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行控制器設(shè)計(jì),產(chǎn)生與同步電機(jī)相似的外特性,提高系統(tǒng)整體慣性。與現(xiàn)有方法相比,本文基于多環(huán)控制實(shí)現(xiàn),外環(huán)加入虛擬慣性實(shí)現(xiàn)分布式頻率電壓調(diào)節(jié),內(nèi)環(huán)實(shí)現(xiàn)輸出電壓無(wú)差調(diào)節(jié)并提高電流動(dòng)態(tài)響應(yīng);設(shè)計(jì)了改進(jìn)的基于虛擬磁鏈的矢量定向方法,應(yīng)用于dq坐標(biāo)系下控制及并網(wǎng)預(yù)同步過(guò)程,實(shí)現(xiàn)了輸出電壓對(duì)于電網(wǎng)電壓的無(wú)差跟蹤以及孤島、并網(wǎng)模式的平滑切換;設(shè)計(jì)了基于模糊控制器的虛擬慣性時(shí)間常數(shù)自適應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)制,為虛擬同步機(jī)提供了較寬的慣性帶寬,抑制微網(wǎng)振蕩引起的頻率波動(dòng),并在負(fù)荷投切和分布式電源接入時(shí)展現(xiàn)出更好的動(dòng)態(tài)特性。文章提出的虛擬同步機(jī)多環(huán)控制結(jié)構(gòu)、并網(wǎng)策略及參數(shù)自適應(yīng)調(diào)節(jié)方法,均在Matlab/simulink平臺(tái)下搭建仿真模型,并進(jìn)行了算例分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)有方法進(jìn)行了對(duì)比,證明了提出方法的有效性,展現(xiàn)了控制性能的提升,對(duì)于分布式電源大規(guī)模利用和微網(wǎng)與電網(wǎng)側(cè)的功率交互都有一定參考價(jià)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(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM464;TM727

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本文編號(hào)：2357566