微電網(wǎng)運(yùn)行特性及其綜合控制方法研究.pdf

1、分布式發(fā)電為解決當(dāng)下集中式發(fā)電的缺點(diǎn)以及可再生能源發(fā)電聯(lián)網(wǎng)找到了突破口,但分布式發(fā)電接入系統(tǒng)后具有的擬負(fù)荷特性會(huì)有諸多不足。為了協(xié)調(diào)大電網(wǎng)與分布式電源之間的矛盾,眾多學(xué)者提出了微電網(wǎng)的概念。微電網(wǎng)為大規(guī)模的分布式電源接入提供了可能,它運(yùn)行在聯(lián)網(wǎng)和孤島狀態(tài),聯(lián)網(wǎng)時(shí)向主網(wǎng)吸收或供應(yīng)能量,當(dāng)主網(wǎng)發(fā)生故障時(shí),微電網(wǎng)脫離主網(wǎng)進(jìn)入孤島運(yùn)行狀態(tài)。此時(shí)需要對(duì)微電源、儲(chǔ)能裝置之間進(jìn)行協(xié)調(diào)控制才能維持微電網(wǎng)的孤島運(yùn)行。
　　微電網(wǎng)的核心問題即為控制問

2、題。本文通過微電網(wǎng)的建模與仿真對(duì)其綜合控制策略進(jìn)行研究。重點(diǎn)工作集中在微電網(wǎng)的主從控制策略的研究及其運(yùn)行特性分析,微電網(wǎng)中分布式電源逆變器的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),微電網(wǎng)對(duì)大電網(wǎng)的影響等三個(gè)方面。
　　首先,本文介紹了微電網(wǎng)的背景意義和國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀,詳細(xì)闡述了微電網(wǎng)中微電源的協(xié)調(diào)控制理論及其適用性。其次,研究了微電網(wǎng)中涉及逆變器的基本控制理論問題,說明了微電網(wǎng)的逆變器的控制結(jié)構(gòu)和逆變器基本控制策略,并研究了逆變器數(shù)學(xué)模型和SVPWM技

3、術(shù)原理及實(shí)現(xiàn)方法。再次,設(shè)計(jì)了一種基于功率電流雙環(huán)的PQ控制器并對(duì)其運(yùn)行特性進(jìn)行了分析。該控制器由功率控制外環(huán)和電流控制內(nèi)環(huán)組成。通過算例分析,逆變器輸出電壓穩(wěn)定,實(shí)現(xiàn)有功和無功的解耦操作,并能夠提高輸出電流品質(zhì)和控制平均功率潮流。然后,設(shè)計(jì)了一種基于改進(jìn)型下垂特性的V/f控制器并對(duì)其運(yùn)行特性進(jìn)行了分析。該控制器由基于下垂原理特性的功率控制外環(huán)和電壓電流控制內(nèi)環(huán)組成。通過仿真算例分析,分布式電源控制器能夠自感應(yīng)微電網(wǎng)內(nèi)頻率和電壓的變化實(shí)

4、現(xiàn)無通信的自動(dòng)調(diào)節(jié),并且電壓電流環(huán)具有相應(yīng)速度快,精度高,改善電能質(zhì)量等特點(diǎn)。最后,以V/f控制策略作為系統(tǒng)級(jí)主控制器,以PQ控制策略作為逆變器元件級(jí)從控制器,進(jìn)而提出了一種無需數(shù)據(jù)通信環(huán)節(jié)的各類型分布式電源間的主從控制的微電網(wǎng)協(xié)同控制策略,從而大幅度提高了不確定性能源的利用效率,使得微電源能參與到微電網(wǎng)內(nèi)部的頻率調(diào)節(jié)。通過對(duì)微電網(wǎng)在孤島和聯(lián)網(wǎng)兩個(gè)運(yùn)行模式之間的轉(zhuǎn)換以及孤島模式下的暫態(tài)運(yùn)行等方式下的電壓、頻率變化特征進(jìn)行模擬仿真,驗(yàn)證了