孤島模式下微網(wǎng)的性能優(yōu)化控制策略研究.pdf

1、微網(wǎng)是由分布式電源、負(fù)荷、儲能、監(jiān)控和保護(hù)裝置共同組成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，它具有并網(wǎng)和孤島兩種運(yùn)行模式，可提高負(fù)荷供電可靠性。微網(wǎng)中的分布式電源通常采用電力電子裝置接入電網(wǎng)，電力電子裝置慣性小且過載能力差，增加了微網(wǎng)系統(tǒng)的控制難度;而電力電子裝置的靈活、可控特性則為微網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量改善提供了便利條件。基于電力電子裝置的運(yùn)行特性，本文對微網(wǎng)在孤島模式下的穩(wěn)定性提高和電能質(zhì)量改善展開研究，主要工作如下:
　　(1)圍繞孤島模式微網(wǎng)的小信

2、號穩(wěn)定性分析展開研究?；诶钛牌罩Z夫第一法思想，對微網(wǎng)系統(tǒng)小信號模型計(jì)算及穩(wěn)定性判定方法進(jìn)行了描述。根據(jù)微源的控制特性，建立了單臺下垂控制支撐微源(Droop-cntrol surpporting micro source，DSMS)狀態(tài)方程，并對其小信號模型進(jìn)行了計(jì)算。從多DSMS、供電微源(Feedingmicro source，F(xiàn)MS)組網(wǎng)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)出發(fā)，以特定系統(tǒng)為例，闡述了多DSMS、FMS組網(wǎng)系統(tǒng)的小信號模型計(jì)算方法。計(jì)

3、算了負(fù)荷阻抗、下垂增益變化時(shí)特定多DSMS、FMS組網(wǎng)系統(tǒng)的特征值，確定了影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵參數(shù)，并采用時(shí)域仿真對關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算結(jié)果的正確性進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　(2)圍繞虛擬阻抗對DSMS控制性能的影響展開研究。從等效電路出發(fā)，分析不同線路阻抗對DSMS輸出功率解耦控制性能的影響，確定了導(dǎo)致DSMS輸出功率耦合的原因。給出基于虛擬阻抗實(shí)現(xiàn)DSMS功率解耦的控制方法，通過對DSMS實(shí)際輸出功率的計(jì)算，闡述了虛擬阻抗實(shí)現(xiàn)DSMS輸出功率

4、解耦控制的機(jī)理，明確了不同功率耦合程度下虛擬阻抗選取的原則。根據(jù)虛擬阻抗的實(shí)現(xiàn)方法和線性化模型，分析了虛擬阻抗控制對DSMS輸出電壓和穩(wěn)定性的影響。
　　(3)圍繞多DSMS、FMS組網(wǎng)系統(tǒng)的電能質(zhì)量改善策略展開研究?；贔MS系統(tǒng)的等效電路計(jì)算，確定了影響FMS系統(tǒng)諧振頻率等效阻抗的關(guān)鍵參數(shù)，并對FMS系統(tǒng)的有源阻尼實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了討論。從DSMS的諧波等效電路出發(fā)，推導(dǎo)了DSMS系統(tǒng)輸出電壓的諧波分量表示，提出了降低DSMS輸出

5、電壓諧波分量的控制方法。對DSMS與公共耦合點(diǎn)（Point of common coupling，PCC）電壓的基波負(fù)序矢量關(guān)系進(jìn)行了分析，確定了導(dǎo)致PCC與DSMS的輸出電壓基波負(fù)序分量差異的原因，提出了基于二次控制降低PCC不平衡電壓的控制策略，并分析了二次控制延時(shí)對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。
　　(4)圍繞含多DSMS微網(wǎng)系統(tǒng)的負(fù)荷合理分擔(dān)問題展開研究。給出了集中式負(fù)荷工況下的多DSMS微網(wǎng)系統(tǒng)等效電路，對線性不平衡負(fù)荷、非線性負(fù)荷