微电网中逆变器控制策略及模式切换技术研究

发布时间：2018-04-17 10:52

  本文选题：下垂控制 + 电压型逆变器　； 参考：《中国矿业大学》2016年硕士论文

【摘要】：微电网作为配电网和分布式发电的纽带,使得不同种类、数量庞大、具有分散性与间歇性的分布式能源以最小的影响接入电网。微网中的逆变器可工作于并网模式、离网模式并能实现两种模式下的平滑切换。本文以两台电压源型逆变器为例,以下垂控制为基础,分析了逆变器并网模式和离网模式下并联工作的原理,结合功率传输的动态模型,分析了下垂控制参数对系统稳定性的影响。针对逆变器的功率均分问题,本文分析了传统下垂控制策略功率均分条件,并采用改进型的下垂控制方法,抑制了传输线阻抗对无功功率均分的影响。为实现逆变器输出电压跟踪下垂控制的电压指令,本文针对常用的电压型逆变器控制策略展开了研究。本文分别分析了电感电流内环和电容电流内环控制对逆变器输出阻抗的影响以及负载对两者动态性能的影响,并设计了控制器参数。最后,以LCL滤波器和LC滤波器为例,分析了传输线阻抗对逆变器滤波能力以及抗谐波扰动能力的影响。为实现逆变器在并网模式/离网模式之间的平滑切换,本文研究了逆变器并网/离网双模式切换技术。采用预同步技术实现了离网模式至并网模式的平滑切换方法,并对切换过程进行了详细的分析;研究了预同步环节对逆变器输出功率的影响,并分别针对离网模式和并网模式研究了其解决方法。最后,为了验证理论的有效性,本文搭建了两台5kW的逆变器实验平台,并完成了单机离网运行实验、单机并网实验、两台逆变器并联功率均分实验、预同步实验、离网模式到并网模式切换实验、并网模式到离网模式切换实验,实验验证了本文理论的正确性与有效性。
[Abstract]:As the link between distribution network and distributed generation, microgrid makes the distributed energy with different kinds, large quantity, dispersive and intermittent energy access to the grid with minimal influence.The inverter in microgrid can work in grid-connected mode and off-grid mode and can realize smooth switching between two modes.In this paper, two voltage source inverters are taken as examples, based on droop control, the principle of parallel operation in grid-connected mode and off-grid mode is analyzed, and the dynamic model of power transmission is combined.The influence of droop control parameters on the stability of the system is analyzed.Aiming at the problem of power equalization of inverter, this paper analyzes the condition of power equalization in traditional droop control strategy, and adopts an improved droop control method to restrain the influence of transmission line impedance on reactive power equalization.In order to realize the voltage command of inverter output voltage tracking droop control, the common control strategy of voltage source inverter is studied in this paper.In this paper, the influence of inductance current inner loop and capacitor current inner loop on the output impedance of inverter and the influence of load on the dynamic performance of inverter are analyzed, and the controller parameters are designed.Finally, taking LCL filter and LC filter as examples, the influence of transmission line impedance on the filtering ability and anti-harmonic disturbance ability of inverter is analyzed.In order to realize the smooth switching between grid-connected mode and off-grid mode, the switching technology of grid-connected / off-grid inverter is studied in this paper.The smooth switching method from off-grid mode to grid-connected mode is realized by using pre-synchronization technology, and the switching process is analyzed in detail, and the effect of pre-synchronization on the output power of inverter is studied.The solutions of off-grid mode and grid-connected mode are studied respectively.Finally, in order to verify the validity of the theory, this paper built two 5kW inverter experimental platform, and completed the single-machine off-grid operation experiment, the single-machine grid-connected experiment, the parallel power sharing experiment of two inverters, the pre-synchronization experiment.The experiment of switching from off-grid mode to grid-connected mode and from grid-connected mode to off-grid mode verifies the correctness and validity of this theory.
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM464

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本文编号：1763298