基于微電網(wǎng)的逆變器控制策略研究.pdf

1、隨著可再生能源的廣泛應(yīng)用，大量分布式發(fā)電單元的并網(wǎng)會給大電網(wǎng)帶來嚴(yán)重的影響，使電能質(zhì)量惡化，為了解決這些問題，微電網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生，多個(gè)分布式發(fā)電單元組成微電網(wǎng)系統(tǒng)再接入大電網(wǎng)就可以避免分布式發(fā)電單元帶來的負(fù)面影響。微電網(wǎng)運(yùn)行的首要問題是控制，而逆變器作為微電網(wǎng)中各分布式電源并網(wǎng)的核心，其控制效果對微電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。本文主要是研究微電網(wǎng)逆變器的控制策略，主要研究了兩種借鑒同步發(fā)電機(jī)特性的逆變器控制策略，一種是下垂控制策略，一種是虛擬同

2、步發(fā)電機(jī)技術(shù)。研究具體內(nèi)容包括：
　　對微電網(wǎng)的概念、特點(diǎn)以及國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀加以了闡述，介紹了微電網(wǎng)的基本組成和微電網(wǎng)逆變器控制的研究意義。
　　建立了典型的風(fēng)光互補(bǔ)微電網(wǎng)系統(tǒng)模型，詳細(xì)分析了其組成部分的各分布式單元和儲能單元的模型特點(diǎn)及其相應(yīng)的逆變器并網(wǎng)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而推導(dǎo)出逆變器的控制結(jié)構(gòu)。結(jié)合微電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行需求，介紹了現(xiàn)有常用的幾種微電網(wǎng)逆變器控制策略。
　　介紹了逆變器的下垂特性原理和下垂控制方法，針對下垂控制策略

3、存在的缺點(diǎn)，提出了改進(jìn)的下垂控制策略，孤島狀態(tài)下使用電能質(zhì)量模式，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)通過改變下垂特性的位置以恢復(fù)系統(tǒng)的電壓和頻率；并網(wǎng)狀態(tài)下引入前饋偏置電流，當(dāng)主電網(wǎng)電壓和頻率偏移時(shí)，逆變電源改變輸出有功功率和無功功率用以作為電網(wǎng)支撐，保證微電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，此模式稱為電網(wǎng)支撐模式，經(jīng)對PSCAD中建立的微電網(wǎng)模型進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果驗(yàn)證了改進(jìn)的下垂控制策略確實(shí)能有效改善傳統(tǒng)下垂控制的缺點(diǎn)。
　　重點(diǎn)介紹了采用虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)，其作為

4、微電網(wǎng)逆變器的控制策略能模仿同步發(fā)電機(jī)的大慣性，大輸出阻抗特點(diǎn)，從而使微電網(wǎng)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗擾動和抗電流沖擊的特征。根據(jù)同步發(fā)電機(jī)的二階數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)了虛擬同步發(fā)電機(jī)逆變器的控制算法。借鑒同步發(fā)電機(jī)的控制策略，分別設(shè)計(jì)頻率控制器和電壓控制器用來實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)頻率和電壓的控制，其功能和原理類似于同步發(fā)電機(jī)的調(diào)速器和勵磁調(diào)節(jié)器。根據(jù)微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行和孤島運(yùn)行的不同要求，分別設(shè)計(jì)了虛擬同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)模式下和孤島模式下的頻率控制器和電壓控制器。然后使