微電網(wǎng)逆變器并網(wǎng)平滑切換控制策略研究.pdf

1、微電網(wǎng)具有并網(wǎng)和離網(wǎng)兩種運行模式，因此需要逆變器既能夠工作于并網(wǎng)模式下，與中低壓配電網(wǎng)并網(wǎng)運行，又可以運行于離網(wǎng)模式，為微電網(wǎng)內(nèi)部重要負荷供電。由于分布式能源與電網(wǎng)不能嚴格同步以及逆變器控制方式之間所存在的差異，逆變器會在并網(wǎng)切換的瞬間產(chǎn)生過電壓或過電流，危及微電網(wǎng)穩(wěn)定運行。目前，對能滿足并網(wǎng)/離網(wǎng)雙模式逆變器及其平滑切換控制的研究較少，此關(guān)鍵技術(shù)制約著微電網(wǎng)的進一步發(fā)展與推廣應(yīng)用，有待深入研究并解決。
　　本文針對微電網(wǎng)逆變器并

2、網(wǎng)平滑切換控制策略，進行了如下工作：
　　（1）通過介紹逆變器在微電網(wǎng)中的結(jié)構(gòu)，確定了一種三相逆變器的主電路拓撲結(jié)構(gòu)，并給出了其等效電路圖。對于逆變器控制器，闡述并分析了幾種常用的控制方法。此外，數(shù)字鎖相環(huán)具有較強的抗干擾性，本文介紹了數(shù)字鎖相環(huán)的基本結(jié)構(gòu)以及典型控制算法。
　?。?）針對微電網(wǎng)逆變器在并網(wǎng)切換時電流沖擊大等問題，提出了一種三相逆變器的雙模式及其平滑切換控制方法。該方法包括穩(wěn)態(tài)控制和切換控制兩部分，其中，切換

3、控制由軟啟動虛擬阻抗和單環(huán)電流反饋控制構(gòu)成。軟啟動虛擬阻抗用于減小并網(wǎng)電流沖擊并增強逆變器穩(wěn)定性，給出了其具體形式并計算了參數(shù)值。同時，為防止逆變器在并網(wǎng)切換和穩(wěn)態(tài)控制中，因相位誤差造成的能量倒灌現(xiàn)象，提出了一種相位超前控制方法，并引入到下垂控制器中，給出了其頻率調(diào)節(jié)實現(xiàn)方式。在并網(wǎng)切換時，切換控制與相位超前控制相配合，能夠大幅抑制逆變器輸出電流和入網(wǎng)電流的沖擊，實現(xiàn)并網(wǎng)平滑切換。
　?。?）通過介紹虛擬同步發(fā)電機的模型，確定了其

4、控制策略由功頻控制、勵磁控制以及同步發(fā)電機算法組成，并分別給出了各部分控制方法。為抑制并網(wǎng)切換時的電流沖擊，引入相位超前控制與軟啟動虛擬阻抗，并在原有穩(wěn)態(tài)控制算法的基礎(chǔ)上添加了頻率調(diào)節(jié)、勵磁調(diào)節(jié)和相角調(diào)節(jié)部分，提出了一種適用于虛擬同步發(fā)電機的并網(wǎng)平滑切換控制方案。該控制方法能夠抑制輸出電流和入網(wǎng)電流的沖擊，實現(xiàn)了虛擬同步發(fā)電機的平滑切換。
　?。?）設(shè)計了系統(tǒng)的硬件及軟件，并在樣機上進行了實驗驗證。對逆變器主電路的器件進行了選型，