基于虚拟同步发电机的风储微网控制研究

发布时间：2019-11-08 03:58

【摘要】：近年来,随着能源问题与环境问题的日益严重,可再生能源得到全世界各国的大力发展,风能作为可再生能源中重要的一部分,如何柔性并网一直是重要的研究方向。微电网一般由分布式电源与负荷组成,其发电方式依靠可再生能源,微电网系统可以离网情况下单独运行,各组成部分联系紧密,所以在提倡友好型微电网,将微电网如何平稳接入主电网,是目前微电网研究的一个重要方向。本文是研究以风储系统作为分布式能源的微电网,研究了以虚拟同步发电机技术作为控制策略,控制三相并网逆变器,根据同步发电机惯性,设计电压频率双控制环,调节微电网接口的电压和频率,稳定功率。与此同时,在风储系统中提出一种基于模糊自适应控制的储能装置智能补偿风储系统功率的方法,有效抑制频率波动,减小设备容量。本文的主要研究内容如下。针对风储微电网的研究动态,本文分析了风储系统中风力发电单元与储能单元的模型,同时分析了风储微电网的控制方式,在考虑到同步发电机对电网的功率平衡和电压支撑作用,利用风储系统与并网逆变器等效为同步发电机,模拟传统火电厂同步发电机的惯性特性,设计有功-频率控制器与无功-电压控制器,调节励磁电流与感应电动势,提高风储系统的功率平抑与电压稳定性,在MATLAB/Simulink搭建虚拟同步发电机模型,仿真分析了虚拟同步发电机的输出特性,验证了该方法的有效性,并在微电网并网、孤岛两种情况下,通过改变微电网功率输出,分析微电网运行的电压和频率的稳定性,仿真结果表明该方法可在短时间内恢复频率稳定,并且减少在两种运行状态下的电压波动,提高电能质量。针对风储系统中,储能单元与风电机组协调分配功率输出的问题,提出一种模糊自适应控制的VSG储能单元补偿风机输出惯量的控制策略,达到提高系统频率响应速度,并针对不同风况下,进行仿真分析,仿真结果表明该方法的有效性。
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM614;TM31

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