主動配電網(wǎng)并網(wǎng)變流器建模仿真技術研究.pdf

1、近年來，在能源轉型的大背景下，電力系統(tǒng)面臨高滲透率可再生能源和高比例電力電子裝置接入電網(wǎng)兩大技術挑戰(zhàn)，帶來一系列全新的技術需求。在新能源發(fā)電系統(tǒng)中，變流器作為聯(lián)系分布式電源與電網(wǎng)的必要接口，是實現(xiàn)并網(wǎng)的核心裝置，建立準確的變流器模型是分析研究關于分布式電源一系列關鍵問題的基礎和前提。分布式電源的種類、控制策略和具體參數(shù)都有很大差異，且由于各制造廠家的技術保密性，很難獲取核心數(shù)據(jù)建立準確的詳細模型，即便能夠掌握全部數(shù)據(jù)，建立準確的詳細模型

2、，往往也會由于模型過于復雜，不適合應用于大規(guī)模主動配電網(wǎng)的仿真計算。而變流器的實驗建模則憑借著所需建模信息少、精確度高及占用資源較少等優(yōu)點，逐漸成為建模領域內新的研究熱點和重要的研究方向。
　　本文基于實驗建模方法，通過黑箱建模技術，利用瞬態(tài)響應分析對三相并網(wǎng)變流器的等值建模做了初步研究，并通過仿真和實驗相結合的手段進行了以下幾個方面的研究:
　　(1)詳細介紹了黑箱建模的建模思想、建模原理及方法等基本內容。首先，根據(jù)二端口

3、網(wǎng)絡等效電路，推導了并網(wǎng)變流器的黑箱模型的拓撲結構，確定黑箱模型的輸入/輸出物理量;其次，分析了建立黑箱模型的基本步驟和設計辨識實驗的基本原則;最后，針對實驗過程中由于交叉耦合效應引起的參數(shù)耦合問題，利用引入去耦矩陣的方法有效消除了參數(shù)間的耦合。
　　(2)搭建了由實時仿真器dSPACE和Typhoon構成的實時仿真平臺，并依托仿真平臺，建立了基于電壓電流雙閉環(huán)控制策略的并網(wǎng)變流器，以此代替真實的變流器，建立了變流器的黑箱模型。實

4、驗結果表明，黑箱模型具有高準確性和高擬合度。通過實時仿真平臺的搭建，驗證了黑箱建模方法的正確性。
　　(3)虛擬同步發(fā)電機(Virtual Synchronous Generator，VSG)技術是未來主動配電網(wǎng)中電力電子裝置必須具備的能力，具有虛擬同步發(fā)電機技術的電力電子裝置在配電網(wǎng)中的滲透率必將迅速增加，在進行主動配電網(wǎng)分析時，對這種電力電子裝置進行詳細模型的建模幾乎不可能實現(xiàn)，采用黑箱建模是一個很好的實現(xiàn)方法。首先，分析介紹

5、了虛擬同步發(fā)電機技術的控制思想和控制目標，及其控制策略;其次，在Simulink中搭建了含VSG控制算法的并網(wǎng)變流器仿真模型，利用虛擬同步發(fā)電機分別與電網(wǎng)和與傳統(tǒng)同步發(fā)電機并聯(lián)運行兩種模式驗證了VSG控制算法的正確性，并通過與普通變流器作對比，驗證了VSG算法在系統(tǒng)頻率發(fā)生波動時參與系統(tǒng)調頻，減小系統(tǒng)頻率波動的作用;最后，建立了基于VSG控制策略的變流器的黑箱模型，并對黑箱模型作了修正，建立了頻率與直流電流之間的函數(shù)關系，實現(xiàn)了代替變流