本文關(guān)鍵詞：非線性負載下微網(wǎng)儲能裝置控制特性研究

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【摘要】：隨著新能源發(fā)電的興起,微電網(wǎng)成為研究的熱點,儲能裝置在微電網(wǎng)中扮演重要角色,是保障微電網(wǎng)孤島模式安全運行的關(guān)鍵。微電網(wǎng)中非線性負載也日益增多,對儲能裝置的運行提出了更高的要求。儲能逆變器的常規(guī)雙環(huán)控制由于開關(guān)頻率的限制,電壓環(huán)帶寬不夠高,使儲能裝置帶本地非線性負載時存在諧波問題；傳統(tǒng)的下垂控制方案在儲能逆變器并聯(lián)運行帶非線性負載時存在諧波壓降過大的問題。本文主要針對這些問題展開研究。首先簡要介紹了儲能蓄電池的等效電路模型,設(shè)計了基于雙向Buck/Boost電路的充放電方式及控制策略,并通過仿真進行驗證。根據(jù)坐標變換理論建立儲能逆變器在d-q坐標下的數(shù)學模型。在此基礎(chǔ)上,分析儲能裝置的運行模式,設(shè)計了儲能系統(tǒng)獨立運行時帶解耦的電壓電流雙環(huán)控制策略,并采用極點配置的方法確定調(diào)節(jié)器參數(shù)。通過分析及仿真指出常規(guī)雙環(huán)控制帶非線性負載存在的局限性,詳細分析其本質(zhì)原因。通過對單電壓環(huán)控制策略的設(shè)計及與雙環(huán)控制的比較分析,提出了采用雙環(huán)與單環(huán)控制相結(jié)合的復(fù)合控制策略,有效彌補雙閉環(huán)控制的不足,在PSCAD中通過仿真對比證明該控制策略的有效性。再者,研究了適用于非線性負載的儲能逆變器并聯(lián)運行模式,通過引入虛擬阻抗法確保輸出阻抗呈感性同時避免使用并機電感。并針對傳統(tǒng)的虛擬阻抗進行改進,在不影響基波頻率處輸出阻抗特性的情況下降低諧波頻段阻抗幅值,從而增強了對非線性負載的適應(yīng)能力,在PSCAD中仿真驗證了該控制策略的有效性。
【關(guān)鍵詞】：儲能逆變器 雙閉環(huán)控制 非線性負載 下垂控制 虛擬阻抗
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 分布式發(fā)電與微網(wǎng)9-11
• 1.2 儲能技術(shù)及其應(yīng)用11-12
• 1.3 微網(wǎng)非線性負載問題研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 本文的主要工作14-15
• 第2章 儲能系統(tǒng)建模及分析15-27
• 2.1 儲能供電系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)15
• 2.2 蓄電池儲能系統(tǒng)15-23
• 2.2.1 蓄電池電路模型15-18
• 2.2.2 儲能裝置充放電控制18-21
• 2.2.3 充放電控制策略仿真21-23
• 2.3 儲能逆變器接口的數(shù)學模型23-25
• 2.4 本章小結(jié)25-27
• 第3章 儲能裝置帶本地非線性負載的補償控制27-48
• 3.1 儲能逆變器的運行模式27-29
• 3.1.1 并網(wǎng)模式27-28
• 3.1.2 孤網(wǎng)模式28-29
• 3.2 常規(guī)雙環(huán)控制策略設(shè)計29-32
• 3.2.1 電壓電流雙閉環(huán)控制策略29-30
• 3.2.2 雙閉環(huán)調(diào)節(jié)器參數(shù)整定30-32
• 3.3 雙閉環(huán)控制特性分析及局限性32-37
• 3.3.1 線性負載32-34
• 3.3.2 非線性負載34-37
• 3.4 單電壓環(huán)控制策略37-43
• 3.4.1 單電壓環(huán)控制策略的實現(xiàn)37-41
• 3.4.2 單電壓環(huán)控制與雙環(huán)控制的比較41-43
• 3.5 基于雙環(huán)與單環(huán)的復(fù)合控制策略43-46
• 3.5.1 策略的提出43-44
• 3.5.2 仿真驗證44-46
• 3.6 本章小結(jié)46-48
• 第4章 非線性負載下儲能逆變器的下垂控制48-64
• 4.1 下垂控制理論基礎(chǔ)48-53
• 4.1.1 下垂控制原理48-50
• 4.1.2 逆變器輸出阻抗分析50-53
• 4.2 儲能逆變器的下垂控制策略設(shè)計53-57
• 4.2.1 傳統(tǒng)下垂控制器設(shè)計54-55
• 4.2.2 仿真分析55-57
• 4.3 非線性負載下基于虛擬阻抗的下垂控制57-63
• 4.3.1 虛擬阻抗原理及設(shè)計57-59
• 4.3.2 非線性負載下虛擬阻抗的改進59-60
• 4.3.3 仿真分析60-63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 第5章 總結(jié)與展望64-66
• 5.1 總結(jié)64-65
• 5.2 展望65-66
• 參考文獻66-71
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及參加科研情況71-72
• 致謝72

【參考文獻】

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本文編號：780524