微電網(wǎng)頻率穩(wěn)定及其控制方法研究.pdf

1、近年來，分布式電源以投資小、清潔環(huán)保、供電可靠和發(fā)電方式靈活等優(yōu)點(diǎn)贏得了快速發(fā)展。微電網(wǎng)作為協(xié)調(diào)分布式電源與大電網(wǎng)間矛盾的小型電網(wǎng)，也由此得到了快速發(fā)展。與傳統(tǒng)電網(wǎng)不同，微電網(wǎng)由于其自身特點(diǎn)使得在系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)有功缺額時(shí)，微電網(wǎng)的頻率會劇烈波動，影響系統(tǒng)的供電可靠性及電能質(zhì)量。電源類型是微電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)之間區(qū)別最大之處，分布式電源的控制方法繁多、運(yùn)行特性也各異，本文對典型分布式電源的控制策略（如P-Q控制，V-f控制，下垂控制，同步機(jī)調(diào)速系

2、統(tǒng)等）建立了詳細(xì)的數(shù)學(xué)模型，并據(jù)此在Matlab/Simulink中搭建了相關(guān)仿真模型，以得到各自的運(yùn)行特性以及參與調(diào)頻的能力;微電網(wǎng)的頻率特性是由系統(tǒng)中所有分布式電源共同決定的，本文在分布式電源功頻特性的研究基礎(chǔ)上，分析了微電網(wǎng)系統(tǒng)的頻率特性與分布式電源之間的關(guān)系;傳統(tǒng)下垂控制使用固定的下垂系數(shù)，在應(yīng)用于實(shí)際系統(tǒng)的過程中會產(chǎn)生諸多問題，本文考慮把輸出功率以及儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)(SOC)作為本地信息，提出了一種計(jì)及儲能荷電狀態(tài)的改進(jìn)下垂

3、控制策略，并在Matlab/Simulink平臺上進(jìn)行了仿真驗(yàn)證;由于分布式電源和負(fù)荷均具有多變性的特點(diǎn)，使得微電網(wǎng)中源荷失配現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)，最后仿照傳統(tǒng)電網(wǎng)多級頻率控制手段，提出了離網(wǎng)模式下微電網(wǎng)頻率的協(xié)調(diào)控制策略，并在Matlab/Simulink平臺上進(jìn)行了詳細(xì)仿真分析。
　　本文主要研究成果如下:
　　(1)建立典型分布式電源控制模型并分析其功頻特性
　　針對不同并網(wǎng)接口類型的分布式電源，本文詳細(xì)分析了微電源層面

4、的P-Q控制策略、V-f控制策略、下垂控制策略及同步機(jī)調(diào)速系統(tǒng)傳遞函數(shù)，并對這些典型的控制模型進(jìn)行了仿真分析，研究了各類分布式電源的功頻特性，為進(jìn)一步考察微電網(wǎng)頻率特性以及提出頻率控制策略提供技術(shù)基礎(chǔ)。
　　(2)微電網(wǎng)頻率特性分析
　　并網(wǎng)運(yùn)行情況下，微電網(wǎng)頻率總能穩(wěn)定在額定值附近，本文主要分析了微電網(wǎng)離網(wǎng)運(yùn)行情況下的頻率特性。分析結(jié)果表明微電網(wǎng)內(nèi)部所有微電源的功頻特性將共同確定整個(gè)系統(tǒng)的頻率特性。
　　(3)計(jì)及儲

5、能荷電狀態(tài)的改進(jìn)下垂控制策略
　　考慮到儲能系統(tǒng)具有一定的可控性，本文提出了計(jì)及儲能系統(tǒng)SOC的改進(jìn)下垂控制策略，通過理論分析和仿真結(jié)果驗(yàn)證了在微電網(wǎng)離網(wǎng)運(yùn)行情況下，采用此改進(jìn)下垂控制策略可以根據(jù)儲能系統(tǒng)實(shí)際出力能力合理分配負(fù)荷承擔(dān)量，還可以均衡多個(gè)儲能系統(tǒng)之間SOC狀態(tài)。
　　(4)離網(wǎng)模式下微電網(wǎng)頻率協(xié)調(diào)控制策略
　　本文所提的頻率協(xié)調(diào)控制策略可以在微電網(wǎng)頻率突變時(shí)，對儲能系統(tǒng)和分布式電源進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，首先利用儲能