微電網(wǎng)是指由分布式電源、能量轉(zhuǎn)換裝置、負(fù)荷監(jiān)控和保護(hù)裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng),是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制和管理的自治系統(tǒng)。交直流混合微電網(wǎng)是分布式電源、配網(wǎng)以及負(fù)荷在種類多樣化和低成本化發(fā)展進(jìn)程中較為理想的產(chǎn)物。文章針對(duì)未來交直流互聯(lián)的混合配網(wǎng)中高密度分布式電源、負(fù)荷接入和管控的應(yīng)用場合,提出了一種新型的互為支撐的交直流混合微電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),建立了相應(yīng)的仿真模型,并進(jìn)行了交直流混合微電網(wǎng)的系統(tǒng)穩(wěn)定性分析。仿真結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了文中所建交直流混合微電網(wǎng)模型的正確性和所提交直流混合微電網(wǎng)及其方案的可行性。 

【文章來源】：電測與儀表. 2017,54(20)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

交直流混合微電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

電網(wǎng)可以進(jìn)行交流子系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)行、直流子系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)行、交直流混合系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)運(yùn)行。圖1交直流混合微電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Fig．1HybridAC/DCmicro-gridtopologystructure微電網(wǎng)中的分布式電源大都通過變流器連接母線。如圖1所示，1#光伏、1#儲(chǔ)能以及HMFC均應(yīng)用DC/AC接口電路。目前，DC/AC接口控制器廣泛應(yīng)用雙環(huán)控制方式，其中，外環(huán)控制器主要用于體現(xiàn)不同的控制目的，同時(shí)產(chǎn)生內(nèi)環(huán)參考信號(hào)，一般動(dòng)態(tài)響應(yīng)比較慢;內(nèi)環(huán)控制器主要進(jìn)行精細(xì)的調(diào)節(jié)，用于提高變流器輸出的電能質(zhì)量，一般動(dòng)態(tài)響應(yīng)較快。其硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。圖2DC/AC變流器硬件電路結(jié)構(gòu)Fig．2DC/ACconvertorhardwarecircuitstructure根據(jù)基爾霍夫電壓定律(KVL)建立交流母線側(cè)回路方程，可得:L?x=－ＲI3x+I3u－I3e(1)式中L，Ｒ分別是電感值及其等效電阻，x=［iaibic］T是交流側(cè)電流;u=［uaubuc］T是變流器交流側(cè)輸出電壓;e=［eaebec］T是電網(wǎng)電壓;I3是三階單位陣。兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系(d，q)下的數(shù)學(xué)模型為:Ldid/dtdiq/d[]t=－ＲωL－ω[]L－Ｒidi[]q+I2udu[]q－I2ede[]q(2)式中I2是二階單位陣。直流量id、iq易于控制，簡化了控制器的設(shè)計(jì)。然而，由式(2)可得，電流id、iq存在相互耦合，通常利用電壓前饋解耦策略使系統(tǒng)模型轉(zhuǎn)化為能夠相互獨(dú)立控制的兩部分。令:u'd=ud－ed+ωLiqu'q=uq－eq－ωLi{d(3)—93—第54卷第20期電測與儀表Vol．54No．202017年10月25日ElectricalMeasurement＆InstrumentationOct．25，2017

?#儲(chǔ)能以及HMFC的控制目標(biāo)不同，因而3者在控制算法上不盡相同，具體詳見表1。表1混合微電網(wǎng)各DC/AC變流器外環(huán)控制策略Tab．1OuterloopcontrolstrategyofDC/ACconvertorsinhybridmicro-gridHMFCP/QV/fV1#儲(chǔ)能P/QV/f\1#光伏P/Q\\其中，HMFC運(yùn)行于調(diào)度模式時(shí)采用P/Q控制;當(dāng)HMFC用于穩(wěn)定交流母線電壓、頻率時(shí)采用V/f控制;而當(dāng)HMFC用于穩(wěn)定直流母線電壓時(shí)采用V控制。1#儲(chǔ)能變流器的控制結(jié)構(gòu)不同之處在于不包含V控制模塊。1#光伏作為功率源運(yùn)行，其變流器只含P/Q控制。圖3所示是本文中DC/AC變流器的控制結(jié)構(gòu)。圖3DC/AC變流器控制結(jié)構(gòu)Fig．3DC/ACconvertorcontrolstructure圖4所示是直流微電網(wǎng)中微源建模中所用電力電子接口電路�？紤]到2#儲(chǔ)能的能量雙向流動(dòng)運(yùn)行模式，本文所用的雙向DC/DC變流器實(shí)際上為電流可雙向流動(dòng)的斬波電路。器件S1和D1構(gòu)成降壓斬波電路，能量從左向右流動(dòng);器件S2和D2構(gòu)成升壓斬波電路，能量從右向左流動(dòng)。圖4DC/DC變流器硬件電路結(jié)構(gòu)Fig．4DC/DCconvertorhardwarecircuitstructure文中直流微網(wǎng)中雙向DC/DC變流器控制的建模思路類似于交流微電網(wǎng)中的DC/AC變流器控制，同樣采用雙環(huán)控制的方式，具體控制結(jié)構(gòu)見圖5所示。其中外環(huán)控制器根據(jù)直流微源的功能需求設(shè)計(jì)了功率源運(yùn)行方式下的P控制器和穩(wěn)壓(直流母線電壓控制)運(yùn)行方式下的V控制器兩種，內(nèi)環(huán)電流控制用于實(shí)現(xiàn)電流的精確跟蹤控制。圖5DC/DC變換器控制結(jié)構(gòu)Fig．5DC/DCconvertorcontrolstructure文中直流微電網(wǎng)2#儲(chǔ)能包含上述兩種外環(huán)控制器。與1#光伏類似，2#光伏同樣作為功率源運(yùn)行，因此DC/DC接口變流器只包含圖5中的P控制部分，具體詳見表2。表2混合微電網(wǎng)各DC/DC變流器外環(huán)控制策略Tab．2Outerloopcontrolstrategy

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3012395