孤岛微网并联逆变器随机工况稳定性研究
发布时间：2021-07-10 23:58
近些年来微电网作为能源革新的载体,发展迅猛,引起了各国学者的极大关切,这是由于微电网是洁净环保,灵活可靠分布式电源（Distributed Generation,DG）的一种高效率组织载体。微电网孤岛运行时相当于一个自给自足的系统,由于没有大电网支撑,其承受扰动的能力相对较弱,具有很大的随机性,例如各并联逆变器线路阻抗不一致、局部负载随机投切、母线电压不理想等工况,失去大电网支撑的微网逆变器须具备很强的能力来维持孤岛的稳定运行。本文将孤岛微网并联逆变器作为讨论对象,针对控制运行过程中出现的随机问题进行研究。首先,对三相逆变器进行了准确建模,设计了其所需的各层控制器,即下垂控制器,电压控制器,电流控制器。考虑到下垂控制型逆变器具有电压源外特性,构建了戴维南等效输出阻抗模型。深入讨论了不同参数对输出阻抗的作用,为改善逆变器输出阻抗和控制器参数选取提供指导,以此为下文逆变器并联研究确立理论基础。其次,构建含有三台下垂控制型逆变器的孤岛微网阻抗模型,以阻抗分析法分析了线路阻抗不一致这一随机工况对源网谐振机理的影响,发现线路阻抗不一致会导致并联的各逆变器间产生高频谐波。针对此问题,设计一种内外虚...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微电网结构图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-4-1.3逆变器控制策略的研究现状微电网的控制与电力电子技术的关系密不可分，具有较高的可控性和操作性，在实际微网中，大量分布式微源（如太阳能、风能、潮汐能等）需要通过电力电子变换装置首先将微网中的其它形式的能量转化为电能，然后再经过多次能级变换，才能使其输出的电流电压满足并网及本地各类负载的要求。因此，微电网中的逆变器是影响微电网稳定性及其各项性能指标的重要因素。目前逆变器层面比较常用的控制策略有PQ控制、VF控制和Droop控制，下面分别对其进行介绍[14-17]。1)PQ控制为恒定功率控制，这时逆变器工作在并网模式并向大电网提供恒定的功率。由于逆变器直接与大电网相连，PQ控制仅能调节逆变器输出电流，逆变器的输出电压及频率无法自治，需要靠其连接的电网支撑[16]。为了确保光伏，风力发电等间歇性微源的稳定运行，逆变器通常采用PQ控制策略，因为PQ控制逆变器表现出电流源外特性，与之对应的逆变器通常被视为受控电流源，因此把采用PQ控制类型的逆变器列为电流型逆变器。PQ控制的原理见图1-2，由图可知，在电压和频率的允许波动范围内，输出功率能够快速自动的追踪参考值。图1-2基于PQ控制的原理图PQ控制框图见图1-3，在dq同步旋转参照系下，通常选择d轴进行定向，则eq=0，电流给定值由经过坐标变换的功率参考值和电压参考值运算获得，如式(1-1)所示。式中，ed表示通过Park变换后得到的d轴方向分量。Pref、Qref各自代表微网指定逆变器输出的有功、无功功率的参考值[14]。refdrefdrefqrefd2=32=3PieQie(1-1)
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-4-1.3逆变器控制策略的研究现状微电网的控制与电力电子技术的关系密不可分，具有较高的可控性和操作性，在实际微网中，大量分布式微源（如太阳能、风能、潮汐能等）需要通过电力电子变换装置首先将微网中的其它形式的能量转化为电能，然后再经过多次能级变换，才能使其输出的电流电压满足并网及本地各类负载的要求。因此，微电网中的逆变器是影响微电网稳定性及其各项性能指标的重要因素。目前逆变器层面比较常用的控制策略有PQ控制、VF控制和Droop控制，下面分别对其进行介绍[14-17]。1)PQ控制为恒定功率控制，这时逆变器工作在并网模式并向大电网提供恒定的功率。由于逆变器直接与大电网相连，PQ控制仅能调节逆变器输出电流，逆变器的输出电压及频率无法自治，需要靠其连接的电网支撑[16]。为了确保光伏，风力发电等间歇性微源的稳定运行，逆变器通常采用PQ控制策略，因为PQ控制逆变器表现出电流源外特性，与之对应的逆变器通常被视为受控电流源，因此把采用PQ控制类型的逆变器列为电流型逆变器。PQ控制的原理见图1-2，由图可知，在电压和频率的允许波动范围内，输出功率能够快速自动的追踪参考值。图1-2基于PQ控制的原理图PQ控制框图见图1-3，在dq同步旋转参照系下，通常选择d轴进行定向，则eq=0，电流给定值由经过坐标变换的功率参考值和电压参考值运算获得，如式(1-1)所示。式中，ed表示通过Park变换后得到的d轴方向分量。Pref、Qref各自代表微网指定逆变器输出的有功、无功功率的参考值[14]。refdrefdrefqrefd2=32=3PieQie(1-1)
【参考文献】：
期刊论文
[1]交直流配电网逆变器并联控制技术研究现状分析[J]. 曹文远,韩民晓,谢文强,李蕊. 电工技术学报. 2019(20)
[2]下垂控制逆变器阻抗模型研究[J]. 赵巍,赵路,孙孝峰,齐磊,王士豪,张梦菊. 太阳能学报. 2019(08)
[3]含高渗透率分布式电源的独立微网的稳定性研究综述[J]. 万千,夏成军,管霖,吴成辉. 电网技术. 2019(02)
[4]基于模型预测控制的孤岛微电网二次调节策略[J]. 李得民,吴在军,赵波,张雪松,章雷其. 电力系统自动化. 2019(10)
[5]微电网发展研究[J]. 梅文龙,施佳余,张旭东,吴国庆. 电源技术. 2017(02)
[6]孤岛运行的交直流混合微电网小信号稳定性分析[J]. 向阳,付明,张爱芳,窦晓波,焦阳,杨野青. 电力建设. 2017(01)
[7]基于改进型下垂控制的微电网多主从混合协调控制[J]. 程启明,褚思远,程尹曼,杨小龙,张强. 电力系统自动化. 2016(20)
[8]交流微电网逆变器控制策略述评[J]. 曾正,李辉,冉立. 电力系统自动化. 2016(09)
[9]我国分布式光伏发电的现状与展望[J]. 王文静,王斯成. 中国科学院院刊. 2016(02)
[10]基于自适应下垂控制的风光储微网调频研究[J]. 麻常辉,潘志远,刘超男,李文博. 电力系统保护与控制. 2015(23)
博士论文
[1]微网系统逆变及组网关键技术研究[D]. 施永.合肥工业大学 2015
硕士论文
[1]基于阻抗模型的多母线微网小信号稳定性分析[D]. 朱文松.合肥工业大学 2019
[2]三电平逆变器模型预测控制的研究[D]. 李杰.安徽大学 2019
[3]考虑电动汽车负荷的电网频率影响分析与调节方法研究[D]. 沈澍.华北电力大学 2018
[4]数字控制的光伏并网逆变器稳定性分析[D]. 郑堃.重庆大学 2018
[5]孤岛微网的多频域虚拟阻抗控制研究[D]. 张蓓蕾.合肥工业大学 2018
[6]交流微网稳定控制器并联运行的实现[D]. 刘东奇.华北电力大学(北京) 2018
[7]多逆变器网状并联系统稳定性分析[D]. 张浩翔.燕山大学 2017
[8]基于阻抗模型的孤岛微网稳定性分析及其控制[D]. 申亚涛.合肥工业大学 2017
[9]微电网功率分配及平滑切换方法研究[D]. 李龙.西南交通大学 2014
本文编号：3276909
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微电网结构图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-4-1.3逆变器控制策略的研究现状微电网的控制与电力电子技术的关系密不可分，具有较高的可控性和操作性，在实际微网中，大量分布式微源（如太阳能、风能、潮汐能等）需要通过电力电子变换装置首先将微网中的其它形式的能量转化为电能，然后再经过多次能级变换，才能使其输出的电流电压满足并网及本地各类负载的要求。因此，微电网中的逆变器是影响微电网稳定性及其各项性能指标的重要因素。目前逆变器层面比较常用的控制策略有PQ控制、VF控制和Droop控制，下面分别对其进行介绍[14-17]。1)PQ控制为恒定功率控制，这时逆变器工作在并网模式并向大电网提供恒定的功率。由于逆变器直接与大电网相连，PQ控制仅能调节逆变器输出电流，逆变器的输出电压及频率无法自治，需要靠其连接的电网支撑[16]。为了确保光伏，风力发电等间歇性微源的稳定运行，逆变器通常采用PQ控制策略，因为PQ控制逆变器表现出电流源外特性，与之对应的逆变器通常被视为受控电流源，因此把采用PQ控制类型的逆变器列为电流型逆变器。PQ控制的原理见图1-2，由图可知，在电压和频率的允许波动范围内，输出功率能够快速自动的追踪参考值。图1-2基于PQ控制的原理图PQ控制框图见图1-3，在dq同步旋转参照系下，通常选择d轴进行定向，则eq=0，电流给定值由经过坐标变换的功率参考值和电压参考值运算获得，如式(1-1)所示。式中，ed表示通过Park变换后得到的d轴方向分量。Pref、Qref各自代表微网指定逆变器输出的有功、无功功率的参考值[14]。refdrefdrefqrefd2=32=3PieQie(1-1)
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-4-1.3逆变器控制策略的研究现状微电网的控制与电力电子技术的关系密不可分，具有较高的可控性和操作性，在实际微网中，大量分布式微源（如太阳能、风能、潮汐能等）需要通过电力电子变换装置首先将微网中的其它形式的能量转化为电能，然后再经过多次能级变换，才能使其输出的电流电压满足并网及本地各类负载的要求。因此，微电网中的逆变器是影响微电网稳定性及其各项性能指标的重要因素。目前逆变器层面比较常用的控制策略有PQ控制、VF控制和Droop控制，下面分别对其进行介绍[14-17]。1)PQ控制为恒定功率控制，这时逆变器工作在并网模式并向大电网提供恒定的功率。由于逆变器直接与大电网相连，PQ控制仅能调节逆变器输出电流，逆变器的输出电压及频率无法自治，需要靠其连接的电网支撑[16]。为了确保光伏，风力发电等间歇性微源的稳定运行，逆变器通常采用PQ控制策略，因为PQ控制逆变器表现出电流源外特性，与之对应的逆变器通常被视为受控电流源，因此把采用PQ控制类型的逆变器列为电流型逆变器。PQ控制的原理见图1-2，由图可知，在电压和频率的允许波动范围内，输出功率能够快速自动的追踪参考值。图1-2基于PQ控制的原理图PQ控制框图见图1-3，在dq同步旋转参照系下，通常选择d轴进行定向，则eq=0，电流给定值由经过坐标变换的功率参考值和电压参考值运算获得，如式(1-1)所示。式中，ed表示通过Park变换后得到的d轴方向分量。Pref、Qref各自代表微网指定逆变器输出的有功、无功功率的参考值[14]。refdrefdrefqrefd2=32=3PieQie(1-1)
【参考文献】：
期刊论文
[1]交直流配电网逆变器并联控制技术研究现状分析[J]. 曹文远,韩民晓,谢文强,李蕊. 电工技术学报. 2019(20)
[2]下垂控制逆变器阻抗模型研究[J]. 赵巍,赵路,孙孝峰,齐磊,王士豪,张梦菊. 太阳能学报. 2019(08)
[3]含高渗透率分布式电源的独立微网的稳定性研究综述[J]. 万千,夏成军,管霖,吴成辉. 电网技术. 2019(02)
[4]基于模型预测控制的孤岛微电网二次调节策略[J]. 李得民,吴在军,赵波,张雪松,章雷其. 电力系统自动化. 2019(10)
[5]微电网发展研究[J]. 梅文龙,施佳余,张旭东,吴国庆. 电源技术. 2017(02)
[6]孤岛运行的交直流混合微电网小信号稳定性分析[J]. 向阳,付明,张爱芳,窦晓波,焦阳,杨野青. 电力建设. 2017(01)
[7]基于改进型下垂控制的微电网多主从混合协调控制[J]. 程启明,褚思远,程尹曼,杨小龙,张强. 电力系统自动化. 2016(20)
[8]交流微电网逆变器控制策略述评[J]. 曾正,李辉,冉立. 电力系统自动化. 2016(09)
[9]我国分布式光伏发电的现状与展望[J]. 王文静,王斯成. 中国科学院院刊. 2016(02)
[10]基于自适应下垂控制的风光储微网调频研究[J]. 麻常辉,潘志远,刘超男,李文博. 电力系统保护与控制. 2015(23)
博士论文
[1]微网系统逆变及组网关键技术研究[D]. 施永.合肥工业大学 2015
硕士论文
[1]基于阻抗模型的多母线微网小信号稳定性分析[D]. 朱文松.合肥工业大学 2019
[2]三电平逆变器模型预测控制的研究[D]. 李杰.安徽大学 2019
[3]考虑电动汽车负荷的电网频率影响分析与调节方法研究[D]. 沈澍.华北电力大学 2018
[4]数字控制的光伏并网逆变器稳定性分析[D]. 郑堃.重庆大学 2018
[5]孤岛微网的多频域虚拟阻抗控制研究[D]. 张蓓蕾.合肥工业大学 2018
[6]交流微网稳定控制器并联运行的实现[D]. 刘东奇.华北电力大学(北京) 2018
[7]多逆变器网状并联系统稳定性分析[D]. 张浩翔.燕山大学 2017
[8]基于阻抗模型的孤岛微网稳定性分析及其控制[D]. 申亚涛.合肥工业大学 2017
[9]微电网功率分配及平滑切换方法研究[D]. 李龙.西南交通大学 2014
本文编号：3276909
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