【摘要】：隨著能源短缺和環(huán)境問題日益嚴峻,分布式電源在電網(wǎng)中占的比重越來越大,直流微電網(wǎng)憑借可以充分利用分布式電源功率的優(yōu)勢,日益引起重視。但直流微電網(wǎng)中存在大量的電力電子裝置,是一個低慣性系統(tǒng),在功率隨機擾動情況下,電壓質(zhì)量變的很差。因此虛擬慣性控制被廣泛研究,但是虛擬慣性控制對直流微電網(wǎng)的穩(wěn)定性需要深入分析。因此,本文完成的主要工作和成果如下:(1)介紹直流微電網(wǎng)結(jié)構(gòu),建立風(fēng)電單元、儲能單元、并網(wǎng)換流器和負載單元的數(shù)學(xué)模型,并分析其工作原理和控制策略。搭建包含上述四部分的直流微電網(wǎng)系統(tǒng),為后續(xù)研究提供理論基礎(chǔ)。(2)以含虛擬慣性控制的直流微電網(wǎng)為研究對象,推導(dǎo)并網(wǎng)換流器和恒功率負載的小信號模型,得到電源側(cè)輸出阻抗和負載輸入阻抗。根據(jù)頻率分析法和阻抗匹配準則,分析虛擬慣性系數(shù)和恒功率負載對電源輸出阻抗和負載輸出阻抗的影響,根據(jù)穩(wěn)定判據(jù),判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性。(3)為解決附加虛擬慣性控制和恒功率負載削弱系統(tǒng)阻尼、導(dǎo)致直流母線電壓產(chǎn)生高頻諧振的問題,從阻抗匹配的角度出發(fā),利用有源阻尼的思想,提出并網(wǎng)換流器串聯(lián)虛擬阻抗的方法。分析并提取輸出阻抗的尖峰量,在控制系統(tǒng)中將該尖峰函數(shù)以虛擬阻抗的形式補償?shù)皆杩?達到減小輸出阻抗的目的。針對不同虛擬慣性系數(shù)和負載功率,給出了虛擬阻抗的具體計算過程,利用Middlebrook判據(jù)對串聯(lián)虛擬阻抗后系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行判斷。(4)在Matlab/Simulink中建立直流微電網(wǎng)模型并進行時域仿真,在RT-LAB實時仿真平臺進行實驗測試,驗證了本文穩(wěn)定性分析的正確性和串聯(lián)虛擬阻抗方法的有效性。
【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】：TM712

【參考文獻】

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本文編號：2732866