基于虛擬同步發(fā)電機(jī)的微電網(wǎng)逆變器控制策略研究.pdf

1、隨著能源與環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻，利用可再生資源發(fā)電的分布式電源受到越來越多的重視。微電網(wǎng)是一種高效的分布式電源組織形式，不僅避免了其直接并入電網(wǎng)所帶來的不利影響，更充分發(fā)揮了可再生資源的優(yōu)勢(shì)。逆變器作為可再生資源與微電網(wǎng)能量交換的樞紐，具有控制靈活、響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)，然而也造成了微電網(wǎng)內(nèi)缺乏慣性和阻尼。同步發(fā)電機(jī)對(duì)電網(wǎng)具有天然友好的優(yōu)勢(shì)，若借鑒傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，控制逆變器模擬同步發(fā)電機(jī)的特性，則可提高微電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與分布式電源的

2、兼容性，虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
　　本文首先對(duì)微電網(wǎng)的概念、結(jié)構(gòu)以及研究現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié)，分析了幾類傳統(tǒng)微電網(wǎng)逆變器控制策略，并介紹了新興的虛擬同步發(fā)電機(jī)控制技術(shù)。然后，引入同步發(fā)電機(jī)的二階模型作為虛擬同步發(fā)電機(jī)算法的數(shù)學(xué)模型，并分析了虛擬同步發(fā)電機(jī)控制結(jié)構(gòu)，給出了虛擬同步發(fā)電機(jī)的具體實(shí)現(xiàn)方法。設(shè)計(jì)了虛擬同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和勵(lì)磁控制器。接著，采用間接虛擬阻抗方法實(shí)現(xiàn)了虛擬同步發(fā)電機(jī)的同步電抗，確保所提算法可以精確模擬同步發(fā)電

3、機(jī)特性，并分析了同步電抗的選取方法，給出合適的阻抗范圍。然后，研究了基于虛擬同步發(fā)電機(jī)控制的無(wú)縫切換技術(shù)，提出一種以電網(wǎng)電壓進(jìn)行定向，通過調(diào)節(jié)VSG角頻率參考值來控制其輸出端電壓的q軸分量為零的預(yù)同步控制方法，保證虛擬同步發(fā)電機(jī)在孤島模式與并網(wǎng)模式之間可以無(wú)縫切換。最后，研究了虛擬同步發(fā)電機(jī)的非對(duì)稱運(yùn)行，提出一種孤島模式下虛擬同步發(fā)電機(jī)帶不平衡負(fù)荷的控制方法:控制VSG輸出端電壓中負(fù)序分量為零以保證VSG可以輸出穩(wěn)定平衡的三相端電壓;提