微电网孤岛运行下的无功功率均衡控制策略研究

发布时间：2019-07-21 13:59

【摘要】：当前,由于环境保护和能源需求问题凸显,世界上很多国家对可再生能源的分布式发电相关技术开展了许多的研究,但是随着分布式能源的大量接入,给电网的安全稳定和经济运行带来了不利的影响,为了解决分布式能源接入电网引起的问题,有学者提出微电网的概念。微电网可稳定运行在并网与孤岛模式。并网模式时微电网表现的是受控电流源特性,由大电网支撑其频率与电压;但孤岛模式下时,频率与电压失去大电网的支撑,微电网表现的是受控电压源特性,此时由于各微电源与公共母线之间的馈线阻抗差异引起电压降落差,会导致无功功率均衡精度差,给系统带来严重不利影响。如何提高微电网的无功功率均衡精度成为微电网研究热点之一。本文对微电网孤岛运行下的无功功率均衡控制策略进行了研究,全文工作主要分为以下几个部分。首先,对目前微电网中微电源并联运行的功率均衡控制策略,分析了下垂控制与虚拟同步发电机控制在解决微电网功率均衡问题中的应用,证明了两种控制策略的一致性。从改变线路阻抗、下垂系数和输出电压三个方面对已有的基于下垂法解决微电网功率均衡问题的控制策略进行归类总结。然后,针对微电网系统中多微电源并联运行时各微电源逆变器之间馈线上阻抗存在差异引起电压降落,从而导致传统的下垂控制无功功率均衡精度差的问题,提出一种基于电压补偿的无功功率均衡控制策略来提高无功功率均衡的精度,设计了基于虚拟阻抗的电压补偿和基于自适应虚拟阻抗的电压补偿策略。搭建了MATLAB/Simulink仿真模型,验证了提出的控制策略的有效性。最后,针对微电网系统中多微电源并联运行时采用传统双环控制会引起功率均衡不精确,以及传统下垂控制策略在系统功率波动时会引起电压频率偏离额定值的问题,在基于电压补偿的无功功率均衡控制策略基础上提出一种基于电压-频率调节的微电网无功功率均衡控制策略。搭建了MATLAB/Simulink仿真模型,验证了提出的控制策略的有效性。
【图文】：
传统下垂控制策略下微电源1与微电源2的输出有功功率与无功功率

杭州电子科技大学硕士学位论文种控制策略下的仿真结果及分析。表 3.4 系统参数参数值Udc800V电压下垂系数 n 5×10-4V/var频率下垂系数 m 8 ×10-5rad/w微电源输出滤波器电感值 Lf0.6mH微电源输出滤波器电容值 Cf1500uFKvi100Kvp10Kc5Zline1r=0.641Ω/km, x=0.101Ω/km 0.4kmZline2r=0.641Ω/km, x=0.101Ω/km 0.3km1）传统下垂控制策略仿真结果
传统下垂控制策略下微电源1与微电源2频率与馈线a相电流

（a）微电源 1 与微电源 2 的频率（b）馈线 1 与馈线 2 的 a 相电流图 3.15 传统下垂控制策略下微电源 1 与微电源 2 频率与馈线 a 相电流（a）母线电压（Vpcc）（b）微电源 1 与微电源 2 输出电压图 3.16 传统下垂控制策略下母线电压和微电源 1 与微电源 2 输出电压2）基于虚拟阻抗的电压补偿策略仿真——线路间阻抗不变的情况
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM727;TM732

【参考文献】