微電網(wǎng)無縫切換控制策略與特性研究.pdf

1、常規(guī)能源如煤炭、石油等的消耗所帶來的環(huán)境問題日益嚴(yán)峻，而當(dāng)前社會對能源的需求日益增加。在此背景下，分布式能源如風(fēng)能、太陽能的消耗越來越多，而且它們的特點是清潔可持續(xù)，對環(huán)境危害很小，將分布式能源以及儲能和控制設(shè)備結(jié)合而構(gòu)成小容量的微電網(wǎng)，在滿足本地負(fù)載的同時，與主電網(wǎng)連接進(jìn)行功率交換，其應(yīng)用場合越來越廣。并網(wǎng)時，微電網(wǎng)一般控制為電流源與主電網(wǎng)進(jìn)行功率交換，如果非計劃孤島發(fā)生導(dǎo)致主電網(wǎng)斷電，此時微電網(wǎng)中的敏感負(fù)載可能會因為主電網(wǎng)斷電而導(dǎo)致

2、供電質(zhì)量受損。因此有必要研究相應(yīng)的控制策略實現(xiàn)PCC點的無縫切換，以完成并網(wǎng)到孤網(wǎng)切換過程中PCC點電壓的平滑過渡，保障敏感負(fù)載的良好供電質(zhì)量。
　　首先，本文對現(xiàn)有的微電網(wǎng)并網(wǎng)、孤網(wǎng)和兩者間切換的控制策略做了充分研究。
　　其次，通過對已有文獻(xiàn)的分析，提出一種基于PCC點電壓的無縫切換控制策略。并設(shè)計電壓、頻率限幅器和電感電流環(huán)、電壓外環(huán)、前饋電壓環(huán)的PI控制器參數(shù)，通過開環(huán)Bode圖來說明參數(shù)選取的效果。在PISM中對不

3、同阻值的負(fù)載進(jìn)行并網(wǎng)到孤網(wǎng)的切換與孤網(wǎng)到并網(wǎng)重連仿真分析，在實驗室的微電網(wǎng)實驗平臺中，根據(jù)仿真內(nèi)容，完成并網(wǎng)到孤網(wǎng)的切換與孤網(wǎng)到并網(wǎng)重連物理實驗，仿真和物理實驗結(jié)果驗證了基于PCC點電壓的無縫切換控制策略的正確性。
　　然后，提出一種基于電感參數(shù)設(shè)計的無縫切換控制策略。根據(jù)并網(wǎng)時輸出電流與電網(wǎng)電壓的夾角的不同，微電網(wǎng)變流器與主電網(wǎng)交換的功率以及流動方向也不同。通過查詢國際協(xié)會與各國出臺的PCC點電壓對電網(wǎng)異常響應(yīng)時間的標(biāo)準(zhǔn)，給出本

4、章所采用的切換時PCC點電壓允許波動的范圍，基于該標(biāo)準(zhǔn)，考慮到實際工程中電感紋波與基波壓降要求，根據(jù)微電網(wǎng)有功容量等參數(shù)給定變流器輸出電感參數(shù)值，在該電感參數(shù)值下不改變控制策略也可完成無縫切換過程。
　　最后，微電網(wǎng)含有多個變流器時，可以采用下垂控制來完成并網(wǎng)到孤網(wǎng)的無縫切換。并網(wǎng)時微電網(wǎng)運行于PQ控制，限幅器不起作用;孤網(wǎng)發(fā)生時，由于給定功率可能會與負(fù)載功率不匹配，使得限幅器起作用，電壓和頻率的限制值根據(jù)下垂關(guān)系修改功率參考指令