光伏電源作為虛擬同步發(fā)電機運行控制方法研究.pdf

1、受可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)的影響，包括光伏電源在內(nèi)的分布式電源在電網(wǎng)中的滲透率近年來急劇增加，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)和考驗。虛擬同步發(fā)電機控制是一種電網(wǎng)友好型技術，能夠使分布式逆變電源表現(xiàn)出與同步發(fā)電機相同的運行特性，增強電網(wǎng)對可再生能源的接納能力。本文結合光伏發(fā)電與虛擬同步發(fā)電機技術，研究了光伏電源作為虛擬同步發(fā)電機的運行控制方法。
　　首先建立了包含光伏電源、儲能設備的虛擬同步發(fā)電機系統(tǒng)拓撲結構，并對光伏陣列和超級電容

2、器進行數(shù)學建模，將同步發(fā)電機運行特性引入到逆變器控制當中，分析了虛擬同步發(fā)電機的控制原理。
　　其次，對已有虛擬同步發(fā)電機實現(xiàn)方案進行歸納，建立了虛擬同步發(fā)電機在離網(wǎng)/并網(wǎng)模式下的小信號模式，對三種控制策略的動態(tài)、靜態(tài)特性進行了分析與比較，針對各策略的使用條件和控制參數(shù)選擇等問題進行了討論，研究了三種策略的開機啟動性能。通過綜合不同控制策略優(yōu)點，對原有控制方案進行了改進。
　　再者，基于改進后的控制方法，研究了含光伏-儲能的

3、虛擬同步發(fā)電機系統(tǒng)在并網(wǎng)模式下的協(xié)調(diào)控制策略，通過能量管理對直流/交流兩側的能量流動關系進行協(xié)調(diào)，利用超級電容器充放電補償暫態(tài)過程中出現(xiàn)的不平衡功率，減小光伏輸出功率突變對電網(wǎng)的沖擊，并穩(wěn)定直流母線電壓；將儲能設備荷電狀態(tài)信息傳遞給虛擬同步發(fā)電機控制，以便調(diào)整系統(tǒng)的有功功率輸出，避免荷電狀態(tài)出現(xiàn)異常。
　　最后，為運行于獨立微網(wǎng)中的光伏-儲能系統(tǒng)設計了一種能量管理控制策略，并引入了自適應下垂特性的概念，結合調(diào)整下垂斜率和平移下垂特