本文關(guān)鍵詞：基于虛擬同步發(fā)電機(jī)的光伏逆變器并網(wǎng)控制的研究

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【摘要】：由于太陽(yáng)能地域分布不均勻,以至于光伏發(fā)電需作為分布式電源接入電網(wǎng)。隨著分布式電源的滲透率不斷提高,傳統(tǒng)的同步發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量在比例上逐漸降低,電力系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用容量以及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量相對(duì)減少。由于一次能源具有不可控性及間歇性,而一般的分布式電源大多采用并網(wǎng)逆變器和負(fù)荷組成微網(wǎng),這種并網(wǎng)方式使并網(wǎng)單元不具有常規(guī)電力系統(tǒng)固有的慣性,這使得電網(wǎng)的穩(wěn)定性問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)峻。本文將光伏并網(wǎng)逆變器作為研究對(duì)象,對(duì)并網(wǎng)逆變器在微網(wǎng)環(huán)境中的控制策略和應(yīng)用進(jìn)行研究。 本文首先簡(jiǎn)要的介紹了光伏并網(wǎng)發(fā)電的結(jié)構(gòu)與微電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展概況,總結(jié)出微網(wǎng)目前的控制結(jié)構(gòu)與并網(wǎng)策略。通過(guò)對(duì)比微網(wǎng)中光伏逆變器與常規(guī)電網(wǎng)中的同步發(fā)電機(jī)的性能,得出了光伏逆變器具有容量小、慣性小、過(guò)流能力差的缺點(diǎn)。為了使光伏逆變器克服這些缺點(diǎn),具有同步發(fā)電機(jī)的外特性,本文重點(diǎn)介紹了一種微網(wǎng)逆變器接口—虛擬同步發(fā)電機(jī)(virtual synchronous generator,VSG)的控制策略。詳細(xì)闡述VSG的基本原理及其實(shí)現(xiàn)方法,根據(jù)同步發(fā)電機(jī)的定子電氣數(shù)學(xué)模型與轉(zhuǎn)子機(jī)械數(shù)學(xué)模型與并網(wǎng)運(yùn)行和孤島運(yùn)行時(shí)微網(wǎng)對(duì)光伏逆變電源的技術(shù)要求,設(shè)計(jì)了功頻控制器和勵(lì)磁控制器。 在MATLAB/SIMULINK環(huán)境中搭建系統(tǒng)仿真模型,驗(yàn)證所提出的虛擬同步發(fā)電機(jī)控制策略的并網(wǎng)特性,并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)的分析。根據(jù)仿真結(jié)果,對(duì)其硬件電路和軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,具有虛擬同機(jī)特性的光伏微網(wǎng)逆變技術(shù),可以滿足并網(wǎng)運(yùn)行和孤島運(yùn)行時(shí)微網(wǎng)對(duì)光伏逆變電源的技術(shù)要求,同時(shí)也滿足大電網(wǎng)對(duì)微網(wǎng)的穩(wěn)定性要求。
【關(guān)鍵詞】：微網(wǎng) 光伏發(fā)電 虛擬同步發(fā)電機(jī) 功頻控制器 勵(lì)磁控制器
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM464
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-22
• 1.1 課題研究的背景及意義12-13
• 1.2 光伏發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)13-21
• 1.2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)17
• 1.2.2 MPPT控制與DC/DC電路17-18
• 1.2.3 儲(chǔ)能裝置與充放電控制器18-21
• 1.3 本章小結(jié)21-22
• 2 光伏并網(wǎng)逆變器的組網(wǎng)與控制22-30
• 2.1 微網(wǎng)的組網(wǎng)特點(diǎn)22-23
• 2.2 光伏微網(wǎng)逆變器的控制策略23-27
• 2.2.1 恒功率控制23-24
• 2.2.2 恒壓頻控制24-25
• 2.2.3 下垂控制25-27
• 2.3 光伏微網(wǎng)逆變器的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)27-29
• 2.3.1 主從控制27-28
• 2.3.2 對(duì)等控制28
• 2.3.3 分層控制28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 3 虛擬同步發(fā)電機(jī)原理與實(shí)現(xiàn)30-44
• 3.1 基于虛擬同步發(fā)電機(jī)的光伏系統(tǒng)30-34
• 3.1.1 虛擬同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)30-32
• 3.1.2 虛擬同步發(fā)電機(jī)算法的數(shù)學(xué)模型32-34
• 3.2 虛擬同步發(fā)電機(jī)控制器設(shè)計(jì)34-43
• 3.2.1 頻率控制原理35-36
• 3.2.2 虛擬同步發(fā)電機(jī)功頻控制器設(shè)計(jì)36-37
• 3.2.3 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制原理37-39
• 3.2.4 虛擬同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制設(shè)計(jì)39-41
• 3.2.5 虛擬同步發(fā)電機(jī)同步控制器設(shè)計(jì)41-43
• 3.3 本章小結(jié)43-44
• 4 基于VSG光伏并網(wǎng)逆變器控制的仿真研究44-52
• 4.1 基于VSG光伏并網(wǎng)逆變器模型的搭建44-46
• 4.1.1 VSG算法實(shí)現(xiàn)及建模44-45
• 4.1.2 VSG控制器的模型45
• 4.1.3 基于VSG光伏并網(wǎng)逆變器模型45-46
• 4.2 仿真實(shí)驗(yàn)46-50
• 4.2.1 光照變化對(duì)光伏微網(wǎng)發(fā)電穩(wěn)定性影響實(shí)驗(yàn)46-48
• 4.2.2 負(fù)載變化對(duì)光伏微網(wǎng)發(fā)電穩(wěn)定性影響實(shí)驗(yàn)48
• 4.2.3 并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)48-50
• 4.3 本章小結(jié)50-52
• 5 基于VSG的光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的設(shè)計(jì)52-70
• 5.1 主電路設(shè)計(jì)52-56
• 5.1.1 儲(chǔ)能裝置設(shè)計(jì)52-54
• 5.1.2 IPM模塊的選型54-55
• 5.1.3 網(wǎng)側(cè)LC濾波電路參數(shù)設(shè)計(jì)55-56
• 5.3 控制電路設(shè)計(jì)56-59
• 5.3.1 直流電壓采樣電路56-57
• 5.3.2 交流電壓檢測(cè)電路57
• 5.3.3 交流電流采樣電路57-58
• 5.3.4 輔助電源設(shè)計(jì)58-59
• 5.4 軟件設(shè)計(jì)59-63
• 5.4.1 主程序流程圖60-61
• 5.4.2 中斷服務(wù)程序61
• 5.4.3 VSG算法實(shí)現(xiàn)61-62
• 5.4.5 儲(chǔ)能裝置能量管理程序62-63
• 5.5 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)63-68
• 5.6 本章小結(jié)68-70
• 6 總結(jié)與展望70-72
• 6.1 總結(jié)70
• 6.2 今后工作展望70-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 致謝76-78
• 作者簡(jiǎn)介78

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 楊向真;微網(wǎng)逆變器及其協(xié)調(diào)控制策略研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2011年

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本文編號(hào)：1135620