基于虚拟同步发电机的微电网频率电压综合控制策略研究

发布时间：2024-04-01 19:08

　　随着微电网技术的不断发展,针对微电网中DG(Distributed Generation,分布式电源)的控制已成为研究人员关注的重点。在微电网中,逆变器作为DG与负载和微电网之间的能量转换的接口,其控制器直接影响着微电网的电能质量以及稳定性。VSG(Virtual Synchronous Generator,虚拟同步发电机)控制技术作为近几年提出的一种电网友好型控制方法,因其具有类似RSG(Rotational Synchronous Generator,旋转同步发电机)的转动惯量以及阻尼特性,相比传统的控制方法如V/f、P/Q以及下垂控制得到了更多的关注。然而,传统VSG控制仍存在许多不足,例如,仅能实现频率与电压的一次控制,参数设计方法所需参数过多、流程复杂。因此,针对传统VSG控制存在的缺陷,本文在已有研究的基础上进行改进,实现微电网频率与电压的二次调节以及多VSG的并联运行。本文所做的主要工作如下:(1)对光伏电池以及磷酸铁锂电池储能系统的工作原理进行分析,给出其关键参数,并介绍常用的等效电路模型。(2)对比分析三种VSG频率环控制器的拓扑结构以及性能差异,并选取额定角频率作为...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 微源拓扑结构及控制策略研究现状
        1.2.2 VSG技术研究现状
    1.3 存在的问题和研究意义
    1.4 论文的主要内容
2 分布式电源系统建模及微源控制策略
    2.1 光伏电池系统建模
        2.1.1 光伏电池工作原理
        2.1.2 光伏电池工程用数学模型
    2.2 BESS建模
        2.2.1 磷酸铁锂电池工作原理及基本参数
        2.2.2 磷酸铁锂电池数学模型
    2.3 微源常用控制策略
        2.3.1 P/Q控制
        2.3.2 V/f控制
        2.3.3 下垂控制
    2.4 小结
3 VSG的频率二次调节策略
    3.1 传统VSG控制下系统源-荷结构
    3.2 多种VSG控制器拓扑结构及性能对比分析
        3.2.1 多种VSG控制器结构对比分析
        3.2.2 阻尼参考值对转子频率影响对比分析
    3.3 含VSG的微电网源-荷结构
        3.3.1 微电网源-荷结构
        3.3.2 系统阻抗算例
    3.4 VSG的频率二次调节方案
        3.4.1 VSG频率环小信号建模
        3.4.2 积分器对频率稳定性的影响分析
        3.4.3 VSG频率环控制器参数设计方法
    3.5 仿真分析
        3.5.1 不同VSG拓扑结构的频率响应仿真对比分析
        3.5.2 VSG频率二次调节方案验证
    3.6 小结
4 VSG的电压自恢复策略
    4.1 传统VSG的调压方案
    4.2 改进后的VSG调压方案
        4.2.1 PCC电压幅值估计器
        4.2.2 电压自恢复控制器设计及原理分析
        4.2.3 VSG输出阻抗特性分析
    4.3 仿真分析
    4.4 小结
5 多VSG并联运行仿真分析
    5.1 多VSG并联网络拓扑结构
    5.2 仿真分析
    5.3 小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3945168