孤岛运行模式下微电网系统并联逆变器环流抑制策略研究
发布时间：2021-03-24 04:40
微电网中的分布式电源大都通过逆变器转换后并联接入微电网交流母线,微电网主要有并网和孤岛两种运行模式,当微电网孤岛运行时,并联逆变器通常采用下垂控制,基于下垂控制的微电网并联逆变器之间将产生较大的环流,严重影响微电网的安全稳定运行。针对基于下垂控制的微电网并联逆变器产生环流的问题,分别就下垂控制中相同容量逆变器并联系统和不同容量逆变器并联系统的环流抑制方法提出了对应的逆变器控制方法,主要研究内容如下:1、建立微电网并联逆变器的数学模型。根据逆变器的拓扑结构,建立了三相桥式电压型逆变器在abc静止坐标系下的数学模型,通过坐标变换,得到了其在dq同步旋转坐标系下的数学模型,为后续的研究和分析奠定理论基础。2、研究基于下垂控制微电网并联逆变器环流产生机理。推导出基于下垂控制孤岛微电网等效电路,分析得到线路连接阻抗不相等导致相同容量并联逆变器产生环流,线路等效阻抗与容量比不匹配导致不同容量并联逆变器产生环流;在MATLAB/simulink平台进行了基于下垂控制微电网并联逆变器系统建模仿真,研究了孤岛微电网并联逆变器产生环流的影响因素及变化规律。3、提出基于无功相对误差控制虚拟阻抗的环流抑制方法...
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型微电网结构示意图
6住宅或商业照明系统等）都可以直接连接至直流母线上或通过DC-DC转换器连接。若采用直接相连，会造成直流母线电压波动，影响微电网系统稳定性。另外，蓄电池与直流母线的直接连接还会导致浪涌电流的出现，从而缩短蓄电池使用寿命[34]。因此，通常推荐使用DC-DC转换器接口与直流母线相连，DC-DC转换器可以保证输出电流和电压可控。若要使直流微电网与大电网相连，需将直流母线电压经电力电子逆变器转换再经配电变压器升压。直流微电网的优点是微电源之间不存在保持并列运行的控制问题，微电网环流的抑制也会比其他结构更简单。但是直流微电网结构只适用于小容量微电网系统给农村等偏远地区单独供电。图1-2直流微电网结构交流微电网结构如图1-3所示，其中DG输出电能，储能系统储存多余电能，可作为微电网系统的备用电源。在交流微电网中各个DG的输出都需经2个转换级转换电压，其中第二级都是通过DC-AC逆变器连接到交流母线上。DG通过电力电子逆变器并联运行，不仅要保证各个DG并列运行，而且还要考虑并联逆变器间的环流抑制问题。交流母线可直接供电给本地交流负载，而供电给直流负载则需要通过AC-DC整流器转换[35]。交流微电网母线与大电网需经公共耦合点（PointofCommonCoupling，PCC）连接，此时微电网并网运行，交流母线的电压、频率、相位与大电网保持一致，微电网系统可以自发自用，余电上网，也可以由大电网供电。当PCC点断开时，微电网切换到孤岛运行，交流母线的电压、频率、相位由DG保证，独立于大电网，单独供电给微电网系统中的本地负载。交流微电网结构适用范围比直流微电网更广，广泛应用于城市工业园区、公园等
7区域。而且交流微电网更容易实现并网运行，结构简单经济，是目前最广泛运用的微电网结构。图1-3交流微电网结构交直流混合微电网结构如图1-4所示[36]，这种结构即有直流母线也有交流母线，其中直流母线上主要连接直流DG、直流储能和直流负载，交流母线上连接交流DG和交流负载，这样可以减少微电网供电给本地负载的转换级，即可以减少系统中电力电子转换器件数量。直流母线通过电力电子逆变器开关连接到交流母线，这样可以实现两个子网之间的相互支撑。交流母线通过PCC点与大电网连接，从而实现交直流混合微电网并网运行。从整体上看，若把直流微电网看作是经逆变器连接到交流母线上的一个直流DG，交直流混合微电网就是一个特殊的交流微电网。图1-4交直流混合微电网结构
【参考文献】：
期刊论文
[1]2018年全球风电成本概况[J]. 孙一琳. 风能. 2019(06)
[2]微网孤岛运行时的一二次调频策略探讨[J]. 石兵坤,王嘉梅,张晨阳,李新运,王儒. 电工技术. 2019(01)
[3]低压微电网多台并联逆变电源的功率分配策略综述[J]. 张春刚,罗璐,李青璇,蒋秋男,邱革非. 电气技术. 2018(09)
[4]基于虚拟阻抗的逆变器并联控制策略的研究[J]. 陈薇,赵强. 电气工程学报. 2018(08)
[5]基于同步补偿的孤岛微电网无功均分研究[J]. 米阳,蔡杭谊,宋元元,李振坤. 电工技术学报. 2019(09)
[6]基于自适应虚拟阻抗的微电网控制策略研究[J]. 裴淑曼,张军. 电测与仪表. 2018(12)
[7]不同容量微网逆变器的自适应虚拟阻抗运行策略[J]. 王逸超,谢欣涛,陈仲伟,肖振锋,徐志强,陈耀红. 电力自动化设备. 2018(06)
[8]2018年电力建设市场分析与展望[J]. 闫鹏. 中国电力企业管理. 2018(13)
[9]一种可抑制环流的微电网逆变器并联控制策略[J]. 徐柏榆,马明,李玎,刘建华. 太阳能学报. 2017(03)
[10]适用于不同等效阻抗的并联逆变器环流抑制方法研究[J]. 李国武,梁吉,许健,吴恒,唐莹莹. 电子设计工程. 2016(19)
博士论文
[1]多分布式电源的优化与协同控制策略[D]. 杨振铨.浙江大学 2019
[2]多子网型交直流混合微电网协同控制技术研究[D]. 夏杨红.浙江大学 2019
[3]微电网多逆变器控制关键技术研究[D]. 陈燕东.湖南大学 2014
[4]多电压源型微源组网的微电网运行控制与能量管理策略研究[D]. 鲍薇.中国电力科学研究院 2014
硕士论文
[1]交直流混合微电网互联接口变换器孤岛运行控制策略研究[D]. 齐共新.山东大学 2019
[2]提升配电网弹性的微电网技术研究[D]. 张迪.东华大学 2019
[3]直流微电网分布式优化和控制策略研究[D]. 邓春林.华中科技大学 2019
[4]基于虚拟负阻抗的微电网改进下垂控制策略的研究[D]. 岳同耿日.西安理工大学 2018
[5]微电网并联逆变器环流抑制与功率均衡控制方法[D]. 韩芳墨.华南理工大学 2018
[6]低压微电网环流控制策略研究[D]. 李鑫.西南交通大学 2017
[7]环流对交流微电网电能质量的影响[D]. 杨亚坤.兰州理工大学 2014
本文编号：3097077
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型微电网结构示意图
6住宅或商业照明系统等）都可以直接连接至直流母线上或通过DC-DC转换器连接。若采用直接相连，会造成直流母线电压波动，影响微电网系统稳定性。另外，蓄电池与直流母线的直接连接还会导致浪涌电流的出现，从而缩短蓄电池使用寿命[34]。因此，通常推荐使用DC-DC转换器接口与直流母线相连，DC-DC转换器可以保证输出电流和电压可控。若要使直流微电网与大电网相连，需将直流母线电压经电力电子逆变器转换再经配电变压器升压。直流微电网的优点是微电源之间不存在保持并列运行的控制问题，微电网环流的抑制也会比其他结构更简单。但是直流微电网结构只适用于小容量微电网系统给农村等偏远地区单独供电。图1-2直流微电网结构交流微电网结构如图1-3所示，其中DG输出电能，储能系统储存多余电能，可作为微电网系统的备用电源。在交流微电网中各个DG的输出都需经2个转换级转换电压，其中第二级都是通过DC-AC逆变器连接到交流母线上。DG通过电力电子逆变器并联运行，不仅要保证各个DG并列运行，而且还要考虑并联逆变器间的环流抑制问题。交流母线可直接供电给本地交流负载，而供电给直流负载则需要通过AC-DC整流器转换[35]。交流微电网母线与大电网需经公共耦合点（PointofCommonCoupling，PCC）连接，此时微电网并网运行，交流母线的电压、频率、相位与大电网保持一致，微电网系统可以自发自用，余电上网，也可以由大电网供电。当PCC点断开时，微电网切换到孤岛运行，交流母线的电压、频率、相位由DG保证，独立于大电网，单独供电给微电网系统中的本地负载。交流微电网结构适用范围比直流微电网更广，广泛应用于城市工业园区、公园等
7区域。而且交流微电网更容易实现并网运行，结构简单经济，是目前最广泛运用的微电网结构。图1-3交流微电网结构交直流混合微电网结构如图1-4所示[36]，这种结构即有直流母线也有交流母线，其中直流母线上主要连接直流DG、直流储能和直流负载，交流母线上连接交流DG和交流负载，这样可以减少微电网供电给本地负载的转换级，即可以减少系统中电力电子转换器件数量。直流母线通过电力电子逆变器开关连接到交流母线，这样可以实现两个子网之间的相互支撑。交流母线通过PCC点与大电网连接，从而实现交直流混合微电网并网运行。从整体上看，若把直流微电网看作是经逆变器连接到交流母线上的一个直流DG，交直流混合微电网就是一个特殊的交流微电网。图1-4交直流混合微电网结构
【参考文献】：
期刊论文
[1]2018年全球风电成本概况[J]. 孙一琳. 风能. 2019(06)
[2]微网孤岛运行时的一二次调频策略探讨[J]. 石兵坤,王嘉梅,张晨阳,李新运,王儒. 电工技术. 2019(01)
[3]低压微电网多台并联逆变电源的功率分配策略综述[J]. 张春刚,罗璐,李青璇,蒋秋男,邱革非. 电气技术. 2018(09)
[4]基于虚拟阻抗的逆变器并联控制策略的研究[J]. 陈薇,赵强. 电气工程学报. 2018(08)
[5]基于同步补偿的孤岛微电网无功均分研究[J]. 米阳,蔡杭谊,宋元元,李振坤. 电工技术学报. 2019(09)
[6]基于自适应虚拟阻抗的微电网控制策略研究[J]. 裴淑曼,张军. 电测与仪表. 2018(12)
[7]不同容量微网逆变器的自适应虚拟阻抗运行策略[J]. 王逸超,谢欣涛,陈仲伟,肖振锋,徐志强,陈耀红. 电力自动化设备. 2018(06)
[8]2018年电力建设市场分析与展望[J]. 闫鹏. 中国电力企业管理. 2018(13)
[9]一种可抑制环流的微电网逆变器并联控制策略[J]. 徐柏榆,马明,李玎,刘建华. 太阳能学报. 2017(03)
[10]适用于不同等效阻抗的并联逆变器环流抑制方法研究[J]. 李国武,梁吉,许健,吴恒,唐莹莹. 电子设计工程. 2016(19)
博士论文
[1]多分布式电源的优化与协同控制策略[D]. 杨振铨.浙江大学 2019
[2]多子网型交直流混合微电网协同控制技术研究[D]. 夏杨红.浙江大学 2019
[3]微电网多逆变器控制关键技术研究[D]. 陈燕东.湖南大学 2014
[4]多电压源型微源组网的微电网运行控制与能量管理策略研究[D]. 鲍薇.中国电力科学研究院 2014
硕士论文
[1]交直流混合微电网互联接口变换器孤岛运行控制策略研究[D]. 齐共新.山东大学 2019
[2]提升配电网弹性的微电网技术研究[D]. 张迪.东华大学 2019
[3]直流微电网分布式优化和控制策略研究[D]. 邓春林.华中科技大学 2019
[4]基于虚拟负阻抗的微电网改进下垂控制策略的研究[D]. 岳同耿日.西安理工大学 2018
[5]微电网并联逆变器环流抑制与功率均衡控制方法[D]. 韩芳墨.华南理工大学 2018
[6]低压微电网环流控制策略研究[D]. 李鑫.西南交通大学 2017
[7]环流对交流微电网电能质量的影响[D]. 杨亚坤.兰州理工大学 2014
本文编号：3097077
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