基于同步逆变器的微电网电能质量优化控制研究

发布时间：2021-04-24 23:49

　　微电网作为分布式电源的智能管理系统,推动了分布式可再生能源的发展。分布式电源需借助接口逆变器控制技术向电网或负荷传输电能。考虑微电网自身容量小、惯性弱、阻尼小的特点,当分布式电源出力振荡、非线性负荷增多、连网端故障时,会引起微电网频率漂移、输出电压/电流三相不平衡等电能质量问题,使微电网无法满足安全可靠运行要求。为解决这一问题,许多专家和学者开始着手微电网接口变流器控制技术的研究以期实现电能质量的辅助治理。传统的变流器控制策略动态响应速度快,但惯性弱、扰动大且大量并网会削弱电网稳定性。近年来被广泛关注的同步逆变器设计了虚拟转动惯量,为微电网提供了一定的惯性和阻尼支撑,为接口逆变器控制技术提供了一种新思路。因此,本文基于同步逆变器控制,分别对并网和孤岛运行模式下的微电网中存在的突出电能质量问题展开研究,提出了相应的微电网电能质量优化控制方法。具体研究工作如下:（1）微电网同步逆变器控制及其电能质量分析。分析了同步逆变器控制策略及同步逆变器控制下的微电网中存在的电压、频率电能质量问题。即对同步发电机的模型及结构进行剖析,引出同步逆变器结构、原理及数学模型,并对同步逆变器的控制策略逐一分析,... 

【文章来源】：湘潭大学湖南省

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 绪论
    1.1 论文研究背景和意义
    1.2 微电网概述
        1.2.1 微电网基本概念
        1.2.2 微电网运行模式
        1.2.3 微电网逆变器控制方法
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 同步逆变器研究现状
        1.3.2 微电网电能质量控制研究现状
    1.4 本文主要研究内容
第2章 微电网同步逆变器控制及其电能质量分析
    2.1 同步逆变器的原理
        2.1.1 同步逆变器的基本结构
        2.1.2 同步逆变器的控制策略分析
    2.2 基于同步逆变器的微电网电能质量分析
        2.2.1 并网运行时微电网电能质量分析
        2.2.2 孤岛运行时微电网的电能质量分析
    2.3 本章小结
第3章 基于态势利导的同步逆变器负序电流抑制方法
    3.1 引言
    3.2 电网电压不平衡时同步逆变器并网运行建模
        3.2.1 模拟电网故障电压的可控电压源模型
        3.2.2 传统VSG控制模式下的并网逆变器模型
        3.2.3 负序自治模式下的同步逆变器模型
    3.3 基于态势利导的负序电流抑制方法
        3.3.1 同步逆变器输出电流的态势预测方法
        3.3.2 抑制负序电流的态势利导方法
    3.4 仿真验证与结果分析
        3.4.1 电压小扰动时的仿真结果分析
        3.4.2 电压大扰动时的仿真结果分析
    3.5 本章小结
第4章 基于同步逆变器的孤岛微电网调频控制策略
    4.1 引言
    4.2 微电网频率调节的基本原理及特性
        4.2.1 同步发电机接口电源的频率调节原理
        4.2.2 基于同步逆变器接口电源的频率调节原理
    4.3 仿真验证与结果分析
        4.3.1 同步逆变器一次调频仿真结果分析
        4.3.2 同步逆变器二次调频仿真结果分析
    4.4 实验平台设计与实验验证
        4.4.1 实验平台设计
        4.4.2 实验验证
    4.5 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 全文工作总结
    5.2 未来工作展望
参考文献
致谢
个人简历、攻读硕士学位期间的学术成果及科研项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于虚拟同步机的并网逆变器不平衡电压灵活补偿策略[J]. 年珩,教煐宗,孙丹.  电力系统自动化. 2019(03)
[2]对微电网电能质量分析的研究[J]. 傅利成.  电气技术与经济. 2018(04)
[3]基于ADCA控制策略的同步逆变器并网运行研究[J]. 李辉,王鹏旭,彭寒梅,陈冰.  控制工程. 2018(07)
[4]改善微电网频率动态响应的虚拟同步发电机强化惯量控制方法[J]. 邢鹏翔,付立军,王刚,王义,吴优.  高电压技术. 2018(07)
[5]基于电池储能和可控负荷的孤岛型海岛微电网频率协调控制策略[J]. 鞠平,苏玮奕,秦川.  河海大学学报(自然科学版). 2018(03)
[6]大电网中虚拟同步发电机惯量支撑与一次调频功能定位辨析[J]. 秦晓辉,苏丽宁,迟永宁,郭强,徐希望.  电力系统自动化. 2018(09)
[7]基于自适应虚拟惯性的微电网动态频率稳定控制策略[J]. 刘尧,陈建福,侯小超,裴星宇,李建标,粟梅.  电力系统自动化. 2018(09)
[8]含多虚拟同步发电机的微电网二次调频策略[J]. 涂春鸣,杨义,兰征,肖凡,李元涛.  电工技术学报. 2018(10)
[9]不平衡负载下虚拟同步发电机的运行控制策略[J]. 石荣亮,张兴,胡超,徐海珍,刘芳,倪华.  太阳能学报. 2017(11)
[10]基于有源滤波的并网逆变器仿真研究[J]. 孔维功,李丽荣.  实验室研究与探索. 2017(07)

博士论文
[1]微电网功率协调控制关键技术研究[D]. 周小平.湖南大学 2018
[2]微电网潮流计算及可靠性评估研究[D]. 彭寒梅.湖南大学 2016

硕士论文
[1]基于虚拟同步发电机的储能功率变换系统研究[D]. 吴浙勋.安徽工程大学 2018
[2]基于虚拟同步发电机的离网型微电网电能质量控制策略研究[D]. 杨义.湖南大学 2018
[3]交流微电网孤岛模式下的控制稳定性研究[D]. 郑灿.华北电力大学 2018
[4]基于虚拟同步机的微网并网逆变器控制策略研究[D]. 漆岳.哈尔滨工业大学 2016
[5]逆变型微电网电能质量控制研究[D]. 张发祥.山东大学 2015



本文编号：3158293