本文關(guān)鍵詞：低壓微電網(wǎng)孤島模式控制策略研究

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【摘要】：如何將新能源發(fā)電和控制同現(xiàn)有技術(shù)與經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)相結(jié)合,成為當(dāng)今電力行業(yè)面臨的重要難題,隨著微電網(wǎng)的基礎(chǔ)架構(gòu)和控制技術(shù)的發(fā)展和成熟,這個(gè)問(wèn)題正在逐步被解決。微電網(wǎng)通過(guò)對(duì)各種分布式電源的靈活控制,提高供電可靠性和電能質(zhì)量,避免間歇性電源單獨(dú)供電對(duì)電網(wǎng)安全性、穩(wěn)定性和電能質(zhì)量等造成沖擊。為保證微電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行,相應(yīng)的控制不可或缺,其中主要的控制目標(biāo)包括系統(tǒng)電壓、頻率、傳輸功率等。微電網(wǎng)可在并網(wǎng)和孤島兩種模式下運(yùn)行,并可實(shí)現(xiàn)兩種模式間的無(wú)縫切換。當(dāng)微電網(wǎng)運(yùn)行在孤島模式時(shí),逆變器下垂控制采用同步電機(jī)的控制思想,根據(jù)分布式電源輸出的有功、無(wú)功與系統(tǒng)頻率、電壓之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系實(shí)現(xiàn)分布式電源間負(fù)荷功率的合理分配。本文對(duì)微電網(wǎng)孤島模式的產(chǎn)生及運(yùn)行特性作了簡(jiǎn)要闡述,在分析微電網(wǎng)逆變器并聯(lián)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,推導(dǎo)出下垂控制中頻率及電壓下垂控制關(guān)系,設(shè)計(jì)了基于多環(huán)反饋調(diào)節(jié)的下垂控制結(jié)構(gòu),著重研究了其中的外環(huán)功率控制及內(nèi)環(huán)電壓電流控制。針對(duì)微電源多采用電壓源逆變器作為電力電子接口的情況,設(shè)計(jì)了SPWM正弦脈沖寬度調(diào)制器,生成通斷信號(hào)控制微電源逆變器。最后根據(jù)設(shè)計(jì)的主電路及控制結(jié)構(gòu),在Matlab/Simulink平臺(tái)上搭建了孤島模式下微電網(wǎng)下垂控制仿真模型。由于低壓微電網(wǎng)孤島運(yùn)行受線路阻抗特性等因素的影響,傳統(tǒng)下垂控制的功率無(wú)法按分布式發(fā)電單元容量合理分配,同時(shí)下垂會(huì)引起孤島微電網(wǎng)系統(tǒng)電壓與頻率偏移。本文通過(guò)小信號(hào)建模分析的方法,分析了線路阻抗角?、線路感抗X、頻率下垂系數(shù)m、電壓下垂系數(shù)n和濾波器截止頻率c?在內(nèi)的各參數(shù)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。針對(duì)低電壓短距離傳輸線路R/X比值過(guò)大,傳統(tǒng)下垂控制無(wú)法實(shí)現(xiàn)功率合理分配的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種虛擬阻抗環(huán),改進(jìn)了無(wú)功功率分配精度。最后,針對(duì)傳統(tǒng)下垂控制引起的頻率偏移和無(wú)功分配不均的問(wèn)題,提出了含自恢復(fù)頻率調(diào)節(jié)的改進(jìn)下垂控制策略。通過(guò)添加重新設(shè)計(jì)的電壓補(bǔ)償環(huán),將公共連接點(diǎn)處電壓控制在額定范圍,同時(shí)解決了系統(tǒng)無(wú)功功率分配不均的問(wèn)題。對(duì)頻率偏移問(wèn)題,通過(guò)添加自恢復(fù)頻率控制環(huán),在負(fù)荷頻繁切換的情況下,系統(tǒng)頻率仍能夠自動(dòng)恢復(fù)到額定值,恢復(fù)過(guò)程平滑穩(wěn)定,無(wú)較大波動(dòng)。仿真結(jié)果表明所提出的控制策略的有效性。
【關(guān)鍵詞】：微電網(wǎng) 孤島模式 下垂控制 小信號(hào)模型 虛擬阻抗環(huán) 電壓補(bǔ)償環(huán) 自恢復(fù)頻率調(diào)節(jié)
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM464
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 課題研究目的及意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 微電網(wǎng)的基本概念12-15
• 1.3.1 微電網(wǎng)的定義和分類12-14
• 1.3.2 微電網(wǎng)運(yùn)行模式14-15
• 1.4 本文的主要工作15-16
• 2 微電網(wǎng)孤島模式下垂控制建模16-27
• 2.1 微電網(wǎng)孤島運(yùn)行模式16-17
• 2.2 微電網(wǎng)逆變器并聯(lián)系統(tǒng)17-20
• 2.3 基于多環(huán)反饋的下垂控制結(jié)構(gòu)20-25
• 2.3.1 微電源逆變器外環(huán)功率控制20-22
• 2.3.2 微電源逆變器內(nèi)環(huán)電壓電流控制22-24
• 2.3.3 微電源逆變器和SPWM調(diào)制24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-27
• 3 下垂控制穩(wěn)定性分析及虛擬阻抗環(huán)27-44
• 3.1 小信號(hào)建模27-29
• 3.2 控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析29-32
• 3.3 基于虛擬阻抗環(huán)的下垂控制方案32-35
• 3.4 仿真分析35-43
• 3.4.1 控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析仿真驗(yàn)證36-39
• 3.4.2 虛擬阻抗環(huán)仿真驗(yàn)證39-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 4 微電網(wǎng)改進(jìn)下垂控制策略44-57
• 4.1 電壓補(bǔ)償與無(wú)功分配44-47
• 4.2 頻率自恢復(fù)控制47-51
• 4.2.1 頻率自恢復(fù)控制策略47-49
• 4.2.2 控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析49-51
• 4.3 仿真分析51-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 5 總結(jié)與展望57-59
• 5.1 本文工作總結(jié)57-58
• 5.2 后續(xù)工作展望58-59
• 致謝59-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 附錄64

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 鄭漳華;艾芊;;微電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀及在我國(guó)的應(yīng)用前景[J];電網(wǎng)技術(shù);2008年16期

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7 王t，

本文編號(hào)：626127