微网逆变器的虚拟同步发电机控制研究

发布时间：2019-07-16 08:42

【摘要】：随着传统能源的枯竭,以新能源为主体的分布式能源(Distributed Generation Sources,DGs)逐渐兴起,微网作为接纳DGs的有效途径,未来的发展前景十分广阔。同时,由于电力系统的电力电子化程度不断提升,随之带来的是以变流器为主导的电力电子设备对传统电网电能质量的不利影响,如过载能力差、输出阻抗小和惯性缺失等缺点。而绝大多数分布式能源接入电网时也需要并网逆变器作为接口,因此如何解决微网系统惯性量缺失的问题日渐提上日程,最近一段时间内虚拟同步发电机技术(Virtual synchronous generator,VSG)也应运而生。本文的研究内容如下:(1)介绍了微网的基本概念,包括其定义特点以及其发展概述;简要说明微网的控制要求和控制结构;总结归纳了微网中电力电子变流器控制方案并概述了下垂控制和VSG的基本概念;(2)阐述了VSG的运作机理,介绍并搭建了VSG的拓扑结构;设计并实现了的VSG并网、离网运行以及并离网切换控制操作,通过仿真模型验证了其有效性;(3)深入分析了虚拟转子惯量、阻尼系数与系统稳定性之间的关系,基于自适应惯量控制策略,提出了一种阻尼量同时参与控制的自适应惯量阻尼综合控制策略(Self-adaptive rotor inertia and damping combination control,SA-RIDC);(4)搭建了采用SA-RIDC的VSG并网模型,通过仿真与传统算法和采用自适应虚拟惯量的算法进行对比,验证了所提算法的优越性。
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图片说明： 图 1-1 微电网结构图、维持供需平衡和稳定微网孤岛运行时电压/频率的作用。因此微网也包储能装置如飞轮、超导储能、各电化学电池等。 灵活的运行模式。微网一般可分为孤岛运行模式和并网运行模式。系统下，微网作为可控负荷或发电单元并网运行，可减少分布式电源接入对负面影响；一旦大电网发生异常，通过系统解列控制，可将微网切换成幅度提高了所管辖地区重要负荷的供电可靠性。 先进电力电子技术的引入。微源多为分布式电源，且微源的电源输出形频或直流形式，因此需要变流器等电力电子设备对其进行交直流的转换网。也正是这些先进电力电子接口的运用，使得微网有多种运行状态 由于微网是一个整体的系统，，它通过电网公共连接点 PCC 与大电网单相对于大电网的单一可控单元，因此可有效解决分布式发电系统中的能网对配电网带来的不利影响。微网发展概述
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图片说明： 图 2-6 VSG 定子电气方程仿真结构图图 2-7 VSG 虚拟阻抗仿真结构图.3 本章小结本章介绍了 VSG 基本的实现原理，详细分析并搭建了其主电路拓扑和本体模型构，为后续控制器的分析和搭建奠定了一定的基础，同时也在此章节对虚拟转子
【学位授予单位】：上海电力学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM31

【参考文献】

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本文编号：2514970