低壓微電網(wǎng)孤島模式控制策略研究

1、低壓微電網(wǎng)孤島模式控制策略研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)術(shù)學(xué)位）學(xué)生姓名：任全禮指導(dǎo)教師：鄭連清教授專業(yè)：電氣工程學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院二O一六年五月萬方數(shù)據(jù)重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要如何將新能源發(fā)電和控制同現(xiàn)有技術(shù)與經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)相結(jié)合，成為當(dāng)今電力行業(yè)面臨的重要難題，隨著微電網(wǎng)的基礎(chǔ)架構(gòu)和控制技術(shù)的發(fā)展和成熟，這個問題正在逐步被解決。微電網(wǎng)通過對各種分布式電源的靈活控制，提高供電可靠性和電能質(zhì)量，避免間歇性電源單獨(dú)供電對

2、電網(wǎng)安全性、穩(wěn)定性和電能質(zhì)量等造成沖擊。為保證微電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，相應(yīng)的控制不可或缺，其中主要的控制目標(biāo)包括系統(tǒng)電壓、頻率、傳輸功率等。微電網(wǎng)可在并網(wǎng)和孤島兩種模式下運(yùn)行，并可實現(xiàn)兩種模式間的無縫切換。當(dāng)微電網(wǎng)運(yùn)行在孤島模式時，逆變器下垂控制采用同步電機(jī)的控制思想，根據(jù)分布式電源輸出的有功、無功與系統(tǒng)頻率、電壓之間的對應(yīng)關(guān)系實現(xiàn)分布式電源間負(fù)荷功率的合理分配。本文對微電網(wǎng)孤島模式的產(chǎn)生及運(yùn)行特性作了簡要闡述，在分析微電網(wǎng)逆變器并聯(lián)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基

3、礎(chǔ)上，推導(dǎo)出下垂控制中頻率及電壓下垂控制關(guān)系，設(shè)計了基于多環(huán)反饋調(diào)節(jié)的下垂控制結(jié)構(gòu)，著重研究了其中的外環(huán)功率控制及內(nèi)環(huán)電壓電流控制。針對微電源多采用電壓源逆變器作為電力電子接口的情況，設(shè)計了SPWM正弦脈沖寬度調(diào)制器，生成通斷信號控制微電源逆變器。最后根據(jù)設(shè)計的主電路及控制結(jié)構(gòu)，在MatlabSimulink平臺上搭建了孤島模式下微電網(wǎng)下垂控制仿真模型。由于低壓微電網(wǎng)孤島運(yùn)行受線路阻抗特性等因素的影響，傳統(tǒng)下垂控制的功率無法按分布式發(fā)電

4、單元容量合理分配，同時下垂會引起孤島微電網(wǎng)系統(tǒng)電壓與頻率偏移。本文通過小信號建模分析的方法，分析了線路阻抗角?、線路感抗X、頻率下垂系數(shù)m、電壓下垂系數(shù)n和濾波器截止頻率c?在內(nèi)的各參數(shù)對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。針對低電壓短距離傳輸線路RX比值過大，傳統(tǒng)下垂控制無法實現(xiàn)功率合理分配的問題，設(shè)計了一種虛擬阻抗環(huán)，改進(jìn)了無功功率分配精度。最后，針對傳統(tǒng)下垂控制引起的頻率偏移和無功分配不均的問題，提出了含自恢復(fù)頻率調(diào)節(jié)的改進(jìn)下垂控制策略。通過添加重