主動(dòng)配電網(wǎng)諧振分析與抑制方法研究.pdf

1、隨著分布式能源發(fā)電技術(shù)、微型電網(wǎng)的的逐漸發(fā)展，大量并網(wǎng)變流器接入到主動(dòng)配電網(wǎng)中，同時(shí)，電力電子技術(shù)的快速發(fā)展使得越來(lái)越多的非線(xiàn)性負(fù)載接入到配電網(wǎng)中。由于變流器和非線(xiàn)性負(fù)載的阻抗特性隨頻率變化而變化，外特性非常復(fù)雜，在頻率改變過(guò)程中，系統(tǒng)的特性難以確定，使主動(dòng)配電網(wǎng)的諧振現(xiàn)象更加復(fù)雜，并使主動(dòng)配電網(wǎng)系統(tǒng)諧振的分析變得困難。
　　本文以主動(dòng)配電網(wǎng)系統(tǒng)為研究對(duì)象，建立了樹(shù)形拓?fù)湎到y(tǒng)區(qū)域阻抗模型，并對(duì)系統(tǒng)的諧振特性進(jìn)行了分析。首先，將主動(dòng)

2、配電網(wǎng)分為四個(gè)部分，分別是以變壓器為主的電網(wǎng)阻抗模型、輸電線(xiàn)路模型、負(fù)載模型和并網(wǎng)變流器模型。針對(duì)逆變器部分建模，本文選擇在αβ靜止坐標(biāo)系下，采用網(wǎng)側(cè)電流、電容電流雙閉環(huán)反饋，在準(zhǔn)比例諧振控制策略(QPR)下，建立了三相并網(wǎng)逆變器的輸出阻抗模型，在此基礎(chǔ)上，搭建了樹(shù)形拓?fù)渲鲃?dòng)配電網(wǎng)的三節(jié)點(diǎn)和四節(jié)點(diǎn)阻抗模型。
　　針對(duì)三節(jié)點(diǎn)和四節(jié)點(diǎn)主動(dòng)配電網(wǎng)模型，本文使用以回路阻抗矩陣為核心的模態(tài)法分析系統(tǒng)的串聯(lián)諧振問(wèn)題，針對(duì)系統(tǒng)的并聯(lián)諧振分析，則

3、采用以節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣為核心的模態(tài)法進(jìn)行分析。通過(guò)對(duì)回路阻抗矩陣和節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣做特征值分解，分別得到串聯(lián)諧振、并聯(lián)諧振的各次模態(tài)導(dǎo)納與模態(tài)阻抗的頻率分布，通過(guò)模態(tài)導(dǎo)納和模態(tài)阻抗取得極大值與否判斷系統(tǒng)諧振的頻率，并根據(jù)諧振頻率所在的模態(tài)值，判斷出系統(tǒng)易激勵(lì)和易觀測(cè)諧振的位置，并對(duì)四節(jié)點(diǎn)模型結(jié)論進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，并得到了串聯(lián)和并聯(lián)諧振的關(guān)系。
　　在以矩陣分析為核心的模態(tài)法分析得到系統(tǒng)的諧振頻率后，基于靈敏度分析理論，對(duì)四節(jié)點(diǎn)主動(dòng)配電網(wǎng)系統(tǒng)

4、模型分別進(jìn)行并聯(lián)和串聯(lián)諧振靈敏度分析，求得串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振發(fā)生時(shí)系統(tǒng)各元件的靈敏度值，并通過(guò)仿真驗(yàn)證了靈敏度法分析元件參與情況的正確性，確定了系統(tǒng)的諧振中心。
　　對(duì)于主動(dòng)配電網(wǎng)系統(tǒng)的諧振抑制問(wèn)題，本文研究了R-APF型有源阻尼諧振抑制單元，在四節(jié)點(diǎn)模型上從系統(tǒng)的角度對(duì)并聯(lián)諧振進(jìn)行抑制分析，并通過(guò)模態(tài)法對(duì)抑制方法有效性進(jìn)行了理論驗(yàn)證。通過(guò)在仿真模型上對(duì)比易激勵(lì)位置與非易激勵(lì)位置在諧振抑制單元下抑制效果，驗(yàn)證模態(tài)理論分析的正確性。