【摘要】：分布式電源就近并入低壓配電網(wǎng)可緩解用電壓力,提高電網(wǎng)的堅(jiān)強(qiáng)性和可靠性。光儲(chǔ)發(fā)電系統(tǒng)可有效改善分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)問題。本文的主要研究內(nèi)容如下:首先,建立虛擬同步發(fā)電機(jī)模型,通過有功頻率控制策略和無功電壓控制策略實(shí)現(xiàn)對發(fā)電機(jī)功頻特性和勵(lì)磁特性的模擬。其次,設(shè)計(jì)光儲(chǔ)虛擬同步機(jī)系統(tǒng)。穩(wěn)態(tài)下,按照既定功率輸出功率或儲(chǔ)存能量。暫態(tài)下,具備同步發(fā)電機(jī)的慣量特性,并主動(dòng)參與電網(wǎng)的頻率調(diào)節(jié)過程。該種光儲(chǔ)虛擬同步機(jī)系統(tǒng)能夠在發(fā)/儲(chǔ)雙模式下穩(wěn)定運(yùn)行,且具備雙向調(diào)頻能力和慣量特性,滿足自主電力系統(tǒng)的需要。最后,使用同步機(jī)等值電網(wǎng)模型,驗(yàn)證所提系統(tǒng)的可行性。再次,提出適用于雙向儲(chǔ)能設(shè)備(儲(chǔ)能電站、光儲(chǔ)電站等)的頻率特性分析方法。對包括無窮大電網(wǎng)在內(nèi)的單電源系統(tǒng)進(jìn)行了分析。以發(fā)電機(jī)組、雙向儲(chǔ)能設(shè)備和實(shí)際電網(wǎng)為例,介紹多電源系統(tǒng)的分析方法。以光儲(chǔ)虛擬同步機(jī)系統(tǒng)為例,在發(fā)/儲(chǔ)雙模式下對不同控制方式的光儲(chǔ)逆變器頻率調(diào)節(jié)進(jìn)行定性和定量分析,驗(yàn)證了該方法的可行性。然后,提出具備調(diào)速器失靈區(qū)特性的并網(wǎng)光伏逆變器控制方法。引入新能源調(diào)頻延遲度,提升了逆變器對可再生能源滲透率的適應(yīng)性。通過直流電壓環(huán)穩(wěn)定直流母線電壓,抵御系統(tǒng)的電壓波動(dòng);通過調(diào)度接口設(shè)計(jì)和功率使能環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)抵御波動(dòng)、參與調(diào)頻和響應(yīng)調(diào)度之間的動(dòng)態(tài)平衡。最后,對本文進(jìn)行總結(jié)和展望。 【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM341;TM615

【圖文】：

應(yīng)對電網(wǎng)的運(yùn)行暫態(tài)和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定問題，具備與同步機(jī)組相同的運(yùn)行機(jī)制，源、網(wǎng)、荷都具有唯一的頻率，在電源、電網(wǎng)或負(fù)荷出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí)，依靠三者之間的同步機(jī)制實(shí)現(xiàn)耦合，以抵御外部擾動(dòng)對同步系統(tǒng)的干擾。國內(nèi)外學(xué)者在虛擬同步機(jī)技術(shù)的仿真建模、有功/轉(zhuǎn)矩控制、無功/電壓控制、慣量阻尼特性、多機(jī)并聯(lián)和穩(wěn)定性分析等方面開展了大量的研究工作，證實(shí)了虛擬同步機(jī)技術(shù)在清潔能源并網(wǎng)，尤其是分布式和微網(wǎng)應(yīng)用中的有益作用[40]。1997年，A-A.Edris等學(xué)者首次提出了靜止同步機(jī)概念；2005年，Johan Morre在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中模擬了風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和一次調(diào)頻特性[41]；2007 年，Beck 利用同步發(fā)電機(jī)七階模型虛擬了同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與阻尼特性[42]；2008 年K.VISSCHER 通過模擬發(fā)電機(jī)的一階下垂特性曲線與動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)方程，并添加短時(shí)儲(chǔ)能環(huán)節(jié)來虛擬同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與阻尼特性[43-45]。2011 年，HussamAlatrash 提出發(fā)電機(jī)模擬控制方案[45]，并首次應(yīng)用于光伏逆變器。上述研究均基于電流源型逆變器，不能為光伏微電網(wǎng)提供頻率支持。為此，電壓源型虛擬同步機(jī)理論被提出[46-53]。2009 年，鐘慶昌提出同步逆變器（Synchronverter）概念其控制框圖如圖 1-1 所示[46-49]。

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文同步逆變器方案采用實(shí)際電感模擬同步電抗，更加細(xì)致地模擬了同步電機(jī)電磁暫態(tài)過程。但因?qū)嶋H電感參數(shù)固定，設(shè)計(jì)不當(dāng)可能造成多機(jī)并聯(lián)失穩(wěn)。此后Chen Yong 通過同步發(fā)電機(jī)的降階模型與動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)方程來虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)慣量[50-52]。述的控制方案中，都采用的是電壓單閉環(huán)控制，控制效果欠佳。2012 年，A. Per采用二階模型模擬同步發(fā)電機(jī)特性，并采用電壓電流雙閉環(huán)控制，，大大提升了壓控制效果，控制框圖如圖 1-2 所示[53]。電壓控制精度改善后，仍未實(shí)現(xiàn)有功無功調(diào)差控制。如圖 1-3 所示控制方案實(shí)現(xiàn)了逆變器的下垂控制特性。

【參考文獻(xiàn)】

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2 曾正;趙榮祥;湯勝清;楊歡;呂志鵬;;可再生能源分散接入用先進(jìn)并網(wǎng)逆變器研究綜述[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2013年24期

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5 薛晨;黎燦兵;曹一家;李俊雄;譚益;劉s

本文編號：2712196