本文關(guān)鍵詞：含電機負荷的微電網(wǎng)下垂控制方法研究

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【摘要】：微電網(wǎng)存在并網(wǎng)和孤島兩種運行狀態(tài)。在孤島運行時,微電網(wǎng)重要控制目標是合理分配功率、提高電能質(zhì)量。傳統(tǒng)下垂控制方法由于受電機負荷、線路阻抗、本地負荷等影響,存在逆變器機端電壓下降和無功分配不精確等問題。當前,針對上述問題的研究大都圍繞僅含恒阻抗(恒功率)負荷的微電網(wǎng)展開,提出的解決方法大都需要多次對其運行參數(shù)進行設計,并未同時解決無功功率分配和電壓恢復問題�；谙麓箍刂频奈㈦娋W(wǎng)系統(tǒng)中含有電機負荷時,電機負荷啟動電流大、無功吸收多,將導致分布式電源短時功率過載及逆變器機端電壓下降,嚴重影響微電網(wǎng)的電能質(zhì)量,從而影響微電網(wǎng)負荷的正常運行。本文以孤島運行的含電機負荷的低壓微電網(wǎng)為研究對象,對基于下垂控制的微電網(wǎng)無功功率分配和電壓恢復方法進行研究。首先,本文對逆變器控制方式進行了分析,建立了微電源電壓電流環(huán)控制器和功率下垂控制器數(shù)學模型,并對微電網(wǎng)下垂控制方法的穩(wěn)定性進行了仿真驗證。然后,本文分析了電機負荷、線路阻抗及本地負荷對微電網(wǎng)無功功率分配的影響,得出微電網(wǎng)無功功率按比例分配的條件,即線路阻抗與分布式電源無功容量成反比、本地負荷與分布式電源無功容量成正比。對于不滿足該條件的情況,采用修正無功下垂系數(shù)方法,改變逆變器的電壓輸出特性,實現(xiàn)了含電機負荷的微電網(wǎng)下垂控制方法下無功功率分配的優(yōu)化,仿真驗證了無功優(yōu)化分配方法的有效性。最后,本文改進了一種無功-電壓差值(Q-△U)法,通過引入電壓恢復機制實現(xiàn)了含電機負荷的微電網(wǎng)逆變器機端電壓恢復。將該方法拓展運用于有功-頻率下垂控制,采用有功-頻率差值(P-△f)法,達到恢復微電網(wǎng)系統(tǒng)頻率的目的。仿真驗證了采用P-△f、Q-△U下垂控制方法實現(xiàn)頻率、電壓恢復的正確性和有效性。本文理論分析和仿真驗證表明：采用修正無功下垂系數(shù)的方法,能夠有效優(yōu)化含電機負荷的微電網(wǎng)無功功率分配。采用P-△f、Q-△U下垂控制方法能夠有效解決含電機負荷的微電網(wǎng)頻率、電壓下降問題,實現(xiàn)頻率、電壓恢復。本文的研究結(jié)果對基于下垂控制的含電機負荷的微電網(wǎng)運行控制具有一定的參考價值。
【關(guān)鍵詞】：微電網(wǎng) 下垂控制 功率分配 電機負荷 電壓恢復
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM727
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 課題研究背景和意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 微電網(wǎng)無功功率分配研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 微電網(wǎng)電壓恢復研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 含電機負荷的微電網(wǎng)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 基于下垂控制的逆變器控制策略研究17-27
• 2.1 引言17
• 2.2 逆變器控制方式17-18
• 2.3 微電網(wǎng)下垂控制方法18-26
• 2.3.1 微電源的功率傳輸特性19-21
• 2.3.2 微電源電壓電流環(huán)控制模型21-22
• 2.3.3 微電源功率下垂控制器模型22-24
• 2.3.4 微電網(wǎng)下垂控制仿真驗證24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章 基于下垂控制的微電網(wǎng)無功分配控制方法27-45
• 3.1 引言27
• 3.2 傳統(tǒng)下垂方法無功分配特性分析27-32
• 3.2.1 無功-電壓下垂控制分析27-30
• 3.2.2 無功比例分配條件仿真分析30-32
• 3.3 含電機負荷的無功分配特性分析32-35
• 3.4 含電機負荷的無功功率分配優(yōu)化方法35-44
• 3.4.1 線路阻抗影響修正及仿真驗證35-40
• 3.4.2 本地負荷影響修正及仿真驗證40-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第4章 改進的微電網(wǎng)下垂控制電壓恢復方法45-66
• 4.1 引言45
• 4.2 傳統(tǒng)下垂方法電壓控制特性分析45-46
• 4.3 含電機負荷的電壓控制特性分析46-47
• 4.4 含電機負荷的Q-△U下垂控制方法47-61
• 4.4.1 改進的Q-△U下垂控制原理48-50
• 4.4.2 Q-△U下垂控制參考電壓修正50-51
• 4.4.3 Q-△U下垂控制仿真驗證51-61
• 4.5 含電機負荷的P-△f下垂控制方法及仿真驗證61-65
• 4.6 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論與展望66-67
• 致謝67-68
• 參考文獻68-73
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文及參與科研項目73-74
• 附錄A 三相全橋電壓源型逆變器模型74-76
• 附錄B 微電源電壓電流環(huán)參數(shù)設置76

【參考文獻】

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本文編號：1012420