微网逆变器的虚拟同步发电机控制策略研究

发布时间：2017-12-16 17:34

  本文关键词：微网逆变器的虚拟同步发电机控制策略研究

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【摘要】：作为分布式发电系统一种智能的接入形式,微网在提高分布式电源渗透率,减弱对电网稳定性影响方面具有广阔的发展前景。微网中,直流侧配置储能单元的微网逆变器能够有效平抑功率波动,在维持微网电压和频率稳定方面起着关键的作用。本文就基于虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generators, VSG)控制策略的微网逆变器展开研究,借鉴传统同步发电机的运行特性、控制策略和稳定性分析方法,对VSG的具体实现进行了设计,分析了VSO稳定性问题,并研究了储能单元的优化配置。主要研究内容有：1)基于国内外相关参考文献,综述了微网产生的背景、定义、特点和发展现状,归纳总结了微网逆变器的控制策略,重点介绍了VSG技术的研究现状；2)详细阐述了VSG的基本原理,介绍了基于VSG控制的微网逆变器主电路拓扑和控制结构,分析了基于多环反馈控制策略的微网逆变器的内环反馈变量的选取；3)针对VSO控制策略的具体实现,着重研究了VSG中定子电气方程、转子运动方程、调速器、励磁控制器的实现和设计,并对比分析了VSG与传统同步发电机的区别和联系；4)针对基于VSG控制的微网逆变器运行特性,综述了VSG稳定性分析的研究现状,基于小信号模型重点研究了VSO关键参数对系统稳定性的影响,进一步提出了基于虚拟阻尼补偿的改进型VSO控制策略,并对VSG和下垂控制进行了比较,就VSG基于dq坐标系下动态功角模型进行了初步讨论；5)定量分析和计算了VSG储能装置的配置,利用线性二次型最优控制理论,提出了基于可变惯性和阻尼的VSG优化控制策略,实时对VSG关键参数进行灵活配置；6)搭建了基于VSG控制的微网逆变器仿真和实验平台,对VSO控制算法以及上述理论分析分别进行了仿真和实验验证,仿真及实验结果验证了分析的正确性和方案的可行性。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM464;TM31

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