【摘要】：由于微電網(wǎng)可以充分發(fā)揮分布式發(fā)電(Distributed Generation DG)的優(yōu)勢(shì)并彌補(bǔ)其不足,因而得到了快速的發(fā)展與廣泛的應(yīng)用。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變,控制方式靈活,既可以獨(dú)立運(yùn)行,也可以接入電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行,因此對(duì)逆變器的控制策略要求很高。虛擬同步發(fā)電機(jī)(Virtual synchronous generator,VSG)控制具有傳統(tǒng)逆變器控制策略所不具有的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與阻尼特性,能夠更好地提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性與動(dòng)態(tài)性能,成為近些年的研究熱點(diǎn)之一。采用VSG控制的微電網(wǎng)具有較好的穩(wěn)定性,但是在運(yùn)行時(shí)仍存在暫態(tài)穩(wěn)定的問(wèn)題,造成一定的安全隱患。本文對(duì)基于VSG的微電網(wǎng)在模式切換和負(fù)荷擾動(dòng)兩個(gè)方面的暫態(tài)穩(wěn)定控制進(jìn)行了深入的分析和研究,主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)基于VSG的微電網(wǎng)模式切換的暫態(tài)穩(wěn)定控制對(duì)VSG控制策略在兩種運(yùn)行模式間互相切換時(shí)的暫態(tài)穩(wěn)定情況進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)VSG控制的微電網(wǎng)由并網(wǎng)模式切換至孤島模式的過(guò)程中波動(dòng)較小,可以自然地完成切換;而由孤島模式切換至并網(wǎng)模式的過(guò)程中,因電壓的幅值和相位與電網(wǎng)不同步會(huì)引起暫態(tài)振蕩的問(wèn)題,對(duì)此提出一種基于坐標(biāo)變換的改進(jìn)預(yù)同步控制策略,并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的預(yù)同步控制器,使微電網(wǎng)在并網(wǎng)前電壓的幅值、相位和頻率可以與電網(wǎng)保持一致。并在MATLAB/Simulink仿真平臺(tái)中搭建了仿真模型,驗(yàn)證了所提改進(jìn)預(yù)同步控制策略的有效性。(2)負(fù)荷擾動(dòng)下孤島微電網(wǎng)頻率的暫態(tài)穩(wěn)定綜合控制分析了基于VSG的孤島微電網(wǎng)在負(fù)荷擾動(dòng)時(shí)可能存在頻率偏移嚴(yán)重,甚至越限的問(wèn)題,對(duì)此提出了一種將VSG控制與改進(jìn)的下垂控制相結(jié)合的控制方法,并設(shè)計(jì)了滿足相應(yīng)改進(jìn)下垂控制條件的函數(shù),同時(shí)給出了保障微電網(wǎng)頻率穩(wěn)定的綜合切換控制策略,使得微電網(wǎng)在不同的負(fù)荷擾動(dòng)下都能保持頻率的安全穩(wěn)定;并針對(duì)在兩種控制方法切換時(shí)可能會(huì)引起電壓畸變的問(wèn)題,進(jìn)一步設(shè)計(jì)了電壓同步控制方法,使微電網(wǎng)在兩種控制方法之間可以實(shí)現(xiàn)平滑切換,保障了微電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。最后通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提控制策略的有效性。
【圖文】：

3圖 1.1 微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)PCC 點(diǎn)(Point of Common Coupling)又叫公共連接點(diǎn)，是微電網(wǎng)與外部電網(wǎng)的連接點(diǎn)。正常情況下微電網(wǎng)與大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，大電網(wǎng)作為微電網(wǎng)的支撐，為其彌補(bǔ)功率差額；當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，微電網(wǎng)斷開 PCC 處主分離器的靜態(tài)開關(guān)，微電網(wǎng)進(jìn)入孤島狀態(tài)，獨(dú)立運(yùn)行；當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)正常后，，微電網(wǎng)可以根據(jù)需要重新并入電網(wǎng)運(yùn)行。微電網(wǎng)一般采用混合供能，其中分布式電源具有多種形式，比較常見的有光伏電池、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、微型燃?xì)廨啓C(jī)和燃料電池等。潮流控制器具有信息流線和保護(hù)信息傳輸線，通過(guò)對(duì)微源及線路潮流的計(jì)算分析并與能量管理器進(jìn)行信息交流，潮流調(diào)節(jié)，可以達(dá)到對(duì)微源的就地控制，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)能量的供需平衡并維持電壓、頻率的穩(wěn)定。保護(hù)調(diào)節(jié)器配合潮流控制器以監(jiān)測(cè)、保護(hù)各條饋線的運(yùn)行狀況，一旦線路出現(xiàn)故障，則斷開線路中的斷路器，切除故障線路，保證了微電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。根據(jù)對(duì)電能質(zhì)量的不同要求，圖中將負(fù)荷分為 3 類：敏感負(fù)荷、可中斷負(fù)荷和可調(diào)節(jié)負(fù)

圖 1.2 VISMA 控制結(jié)構(gòu)VSG 實(shí)質(zhì)上是將逆變器等效為一個(gè)電流源，雖然具有慣性及阻運(yùn)行時(shí)，不能為系統(tǒng)的電壓和頻率提供有效的支撐。因此又 技術(shù)的方法，主要是根據(jù)同步發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型來(lái)設(shè)計(jì)控制器。具有代表性的有加拿大多倫多大學(xué) M.Reza Iravani 教授提出物浦大學(xué)鐘慶昌教授提出的 Synchronverter 控制方案[24]，控制
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM712

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本文編號(hào)：2593660