基于非線性控制的UPFC在微電網中的潮流控制研究.pdf

1、目前，能源短缺和環(huán)境污染問題日益凸顯，新能源的并網規(guī)模不斷增加，使得微電網的應用越來越廣泛。在保證電網供電可靠性的基礎上，微電網自身的電壓調節(jié)和功率控制等方面，相對于傳統大電網來說，更加復雜。此外，微電網中的線路阻抗比較大，必定會為線路潮流控制帶來強耦合的非線性問題，并且目前也較少分析微電網的潮流控制特性。因此，為了保證微電網的經濟高效運行，完善其能量管理系統，提出利用統一潮流控制器(UPFC)對并網運行的微電網在公共耦合點(PCC)進

2、行潮流控制。同時，考慮到系統非線性以及外界干擾對控制性能的影響，必須提出合適的非線性潮流控制策略，設計具有魯棒性能的潮流控制器。
　　首先，在簡要介紹微電網的基本結構和潮流控制方式，詳述光伏、燃料電池兩種微電源和超級電容器一種儲能裝置的建模原理以及 UPFC的基本結構、工作原理和方式的基礎上，建立了包含多種微電源、儲能裝置和 UPFC的并網微電網模型；考慮到實際運行中線路阻抗比大和節(jié)點電壓變化的影響，采用理論計算和仿真分析對比的方

3、式，獲得了UPFC在微電網中的潮流控制特性；并完成含UPFC的潮流控制計算，驗證了該仿真建模的正確性，為潮流控制器設計和算例分析奠定了基礎。
　　其次，考慮到 UPFC自身的非線性，建立了其非線性數學模型并給定了四個控制目標。針對微電網線路阻抗比較大引起的強耦合非線性問題，本文對 UPFC串聯側變流器提出了一種反步滑模的控制策略，對并聯側變流器采用了基于無功功率控制模式的解耦控制策略，設計了非線性潮流控制器，并有效地驗證了該控制器

4、的線路潮流控制效果和控制特性，確定了功率調節(jié)范圍，實現了系統的功率平衡分布。
　　最后，在實際的工程應用中，為避免設計反步滑模控制器過程中帶來的信號延遲和噪聲干擾等不利因素，本文提出了一種在 UPFC串聯側設置附加串聯阻抗的解決方法，并確定了附加阻抗的選擇原則。針對設置附加阻抗的并網微電網系統，設計了 UPFC的非線性潮流控制器，實現了線路潮流的靈活控制和全局調控；并與交叉解耦控制器的潮流控制效果進行對比，驗證了該非線性控制器良好