主動配電網(wǎng)諧振分析與抑制方法研究.pdf

1、隨著分布式能源發(fā)電技術(shù)、微型電網(wǎng)的的逐漸發(fā)展，大量并網(wǎng)變流器接入到主動配電網(wǎng)中，同時，電力電子技術(shù)的快速發(fā)展使得越來越多的非線性負載接入到配電網(wǎng)中。由于變流器和非線性負載的阻抗特性隨頻率變化而變化，外特性非常復(fù)雜，在頻率改變過程中，系統(tǒng)的特性難以確定，使主動配電網(wǎng)的諧振現(xiàn)象更加復(fù)雜，并使主動配電網(wǎng)系統(tǒng)諧振的分析變得困難。
　　本文以主動配電網(wǎng)系統(tǒng)為研究對象，建立了樹形拓撲系統(tǒng)區(qū)域阻抗模型，并對系統(tǒng)的諧振特性進行了分析。首先，將主動

2、配電網(wǎng)分為四個部分，分別是以變壓器為主的電網(wǎng)阻抗模型、輸電線路模型、負載模型和并網(wǎng)變流器模型。針對逆變器部分建模，本文選擇在αβ靜止坐標系下，采用網(wǎng)側(cè)電流、電容電流雙閉環(huán)反饋，在準比例諧振控制策略(QPR)下，建立了三相并網(wǎng)逆變器的輸出阻抗模型，在此基礎(chǔ)上，搭建了樹形拓撲主動配電網(wǎng)的三節(jié)點和四節(jié)點阻抗模型。
　　針對三節(jié)點和四節(jié)點主動配電網(wǎng)模型，本文使用以回路阻抗矩陣為核心的模態(tài)法分析系統(tǒng)的串聯(lián)諧振問題，針對系統(tǒng)的并聯(lián)諧振分析，則

3、采用以節(jié)點導(dǎo)納矩陣為核心的模態(tài)法進行分析。通過對回路阻抗矩陣和節(jié)點導(dǎo)納矩陣做特征值分解，分別得到串聯(lián)諧振、并聯(lián)諧振的各次模態(tài)導(dǎo)納與模態(tài)阻抗的頻率分布，通過模態(tài)導(dǎo)納和模態(tài)阻抗取得極大值與否判斷系統(tǒng)諧振的頻率，并根據(jù)諧振頻率所在的模態(tài)值，判斷出系統(tǒng)易激勵和易觀測諧振的位置，并對四節(jié)點模型結(jié)論進行了仿真驗證，并得到了串聯(lián)和并聯(lián)諧振的關(guān)系。
　　在以矩陣分析為核心的模態(tài)法分析得到系統(tǒng)的諧振頻率后，基于靈敏度分析理論，對四節(jié)點主動配電網(wǎng)系統(tǒng)

4、模型分別進行并聯(lián)和串聯(lián)諧振靈敏度分析，求得串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振發(fā)生時系統(tǒng)各元件的靈敏度值，并通過仿真驗證了靈敏度法分析元件參與情況的正確性，確定了系統(tǒng)的諧振中心。
　　對于主動配電網(wǎng)系統(tǒng)的諧振抑制問題，本文研究了R-APF型有源阻尼諧振抑制單元，在四節(jié)點模型上從系統(tǒng)的角度對并聯(lián)諧振進行抑制分析，并通過模態(tài)法對抑制方法有效性進行了理論驗證。通過在仿真模型上對比易激勵位置與非易激勵位置在諧振抑制單元下抑制效果，驗證模態(tài)理論分析的正確性。