基于分布式发电系统多逆变器控制策略研究

发布时间：2017-03-24 18:14

  本文关键词：基于分布式发电系统多逆变器控制策略研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：传统的集中式大电网供电系统供电模式单一,集中且不灵活,而分布式发电系统供电模式多样、分散且高度灵活。因此,分布式发电系统成为了电力工业的研究热点和发展方向。作为大电网与分布式发电单元之间的关键部件逆变器,逆变器保证输出的电压和电流满足并网要求和负荷需求,使得开展逆变器及其控制策略的研究具有学术意义和实用价值。本文以分布式发电系统逆变器为研究对象,对基于分布式发电系统并网与孤岛运行模式之间的无缝切换控制和多逆变器并联运行时环流抑制问题展开研究。首先,研究了基于永磁风力发电机组、光伏发电和储能蓄电池电源的发电控制策略,并进行了仿真研究,仿真结果表明各个发电单元的输出特性符合理论分析。研究了分布式发电系统中的逆变器的控制策略,建立了基于下垂控制、PQ控制、V/f控制和虚拟同步发电机控制(VSG)的控制器模型,为多逆变器协调控制奠定理论基础。其次,针对分布式发电系统并网与孤岛运行模式下的逆变器控制问题,提出了基于PQ+PQ、V/f+PQ和VSG+PQ的主从控制策略并进行仿真对比分析,仿真结果表明:孤岛运行时,基于VSG+PQ的主从控制相对于V/f+PQ能建立更加稳定的系统电压和频率以及功率的平衡。针对运行模式切换时的暂态冲击问题,提出了基于VSG的无缝切换控制策略,实现了分布式发电系统孤岛与并网运行模式之间的无缝切换,保证了系统的稳定运行。针对多逆变器并联运行时输出特性不一致引起的环流问题,通过引入虚拟阻抗平衡了不同逆变器不对称的输出特性,减小了等效输出阻抗差异,进而实现了逆变器并联均流。在MATLAB/Simulink环境下建立相应的系统仿真模型,仿真结果表明所提出的基于运行模式之间的无缝切换和多逆变器之间的环流抑制的控制策略的有效性和可行性。
【关键词】：分布式发电系统 逆变器 虚拟同步发电机 无缝切换 环流抑制
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题背景和研究意义9
• 1.2 分布式电源分类9-10
• 1.3 分布式发电系统国内外研究现状10-11
• 1.4 分布式发电系统中并网逆变器研究现状11-13
• 1.5 主要研究内容13-15
• 第2章 分布式电源建模与仿真研究15-30
• 2.1 永磁风力发电系统的建模与仿真分析15-21
• 2.1.1 永磁同步发电机数学模型的建立15-16
• 2.1.2 双PWM变流器控制策略分析16-19
• 2.1.3 永磁风力发电系统仿真分析19-21
• 2.2 光伏发电系统的建模与仿真分析21-26
• 2.2.1 光伏发电系统数学模型的建立22-23
• 2.2.2 最大功率点跟踪控制研究23-24
• 2.2.3 光伏发电系统仿真分析24-26
• 2.3 蓄电池储能系统的建模与仿真分析26-29
• 2.3.1 蓄电池储能系统数学模型的建立26
• 2.3.2 双向DC/AC变换器控制原理分析26-28
• 2.3.3 蓄电池储能系统仿真分析28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 分布式电源逆变器的控制策略研究30-40
• 3.1 下垂控器设计30-32
• 3.2 PQ控制器设计32-34
• 3.3 V/f控制器设计34-35
• 3.4 虚拟同步发电机控制器设计35-37
• 3.4.1 转子运动方程36
• 3.4.2 基于有功-频率（ P -w ）的控制分析36-37
• 3.4.3 基于无功-电压（Q -U ）的控制分析37
• 3.5 DGS的孤岛检测技术和同步锁相技术基本原理37-39
• 3.5.1 孤岛检测技术分析37-38
• 3.5.2 同步锁相技术分析38-39
• 3.6 本章小结39-40
• 第4章 分布式发电系统多逆变器的协调控制研究40-57
• 4.1 主从控制策略研究40-45
• 4.1.1 并网运行时基于PQ+PQ的主从控制策略分析41
• 4.1.2 孤岛运行时基于VSG + PQ或者V/f + PQ主从控制策略分析41-42
• 4.1.3 DGS主从控制策略仿真分析42-45
• 4.2 并网与孤岛运行模式无缝切换控制策略研究45-51
• 4.2.1 并网切换到孤岛运行模式的控制原理分析47-48
• 4.2.2 孤岛切换到并网运行模式的控制原理分析48
• 4.2.3 仿真验证与分析48-51
• 4.3 多逆变器并联并联运行时环流抑制的控制策略研究51-56
• 4.3.1 逆变器并联均流控制策略及虚拟阻抗的设计52-53
• 4.3.2 仿真验证与分析53-56
• 4.4 本章小结56-57
• 第5章 结论57-58
• 参考文献58-61
• 在学研究成果61-62
• 致谢62

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本文编号：265990