无功动态补偿的光储微电网并网控制策略研究

发布时间：2017-06-12 20:08

  本文关键词：无功动态补偿的光储微电网并网控制策略研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：分布式光伏发电因其环境污染小、灵活易安装、可再生等优点逐渐成为传统电网的有效补充。针对光照和天气的随机变化引起光伏电源输出功率波动和大规模光伏并网影响电网安全稳定运行的问题,本文以分布式光伏电源、储能蓄电池及本地负载构成的光储微电网为对象研究了微电网并网控制和无功动态补偿控制。首先介绍了三相光储微电网的工作原理并建立其数学模型,研究以蓄电池SOC状态为基准的双级式光伏并网的最大功率跟踪控制方法和储能蓄电池的充放电控制策略,并详细介绍了系统功率的流动过程,通过改变各部分的控制方法可以有效维持作为系统能量交换中介的直流母线电容电压的稳定,保证系统稳定运行。然后针对光储微电网系统的并网逆变器部分,分析了传统基于电压定向的矢量控制原理和无功功率对并网点电压的影响,提出一种在abc自然坐标系下的具有无功动态补偿功能的功率控制策略。根据逆变器基于虚拟磁链定向的矢量控制原理,采用占空比对逆变器重新建模,提出一种改进型虚拟磁链定向的无电压传感器的并网逆变器功率控制策略,使其并网发电的同时就地进行无功补偿,可以克服由电压传感器故障导致的控制系统失效的问题。最后,基于dSPACE搭建了光储微电网并网运行的实验平台,对本文所提出的两种控制策略进行了对比验证。实验结果表明,在自然坐标系下的双闭环功率控制可以实现有功和无功的独立控制,无需坐标变换和锁相环；省去交流侧电压传感器后,控制系统仍可以有效工作,提高系统的稳定性。
【关键词】：光储微电网 自然坐标 无功补偿 虚拟磁链 并网逆变器
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM727
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 课题的研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 国内外微电网发展现状10-12
• 1.2.2 微电网协调控制研究现状12-13
• 1.3 微电网并网逆变器的控制13-14
• 1.4 本文主要研究内容14-16
• 第二章 光储微电网直流源部分结构及控制策略16-27
• 2.1 引言16
• 2.2 光储微电网系统结构16-17
• 2.3 光伏发电单元17-21
• 2.3.1 光伏模型17-18
• 2.3.2 光伏发电控制方法18-21
• 2.4 储能蓄电池单元21-25
• 2.4.1 储能电池模型21-22
• 2.4.2 储能蓄电池控制方法22-25
• 2.5 光储微电网并网运行能量协调控制25
• 2.6 本章小结25-27
• 第三章 光储微网并网逆变器自然坐标控制27-42
• 3.1 引言27
• 3.2 微网逆变器的无功补偿工作原理27-29
• 3.3 光储微电网并网逆变器的自然坐标控制29-38
• 3.3.1 三相并网逆变器数学模型29-31
• 3.3.2 基于电压矢量定向的微网并网逆变器控制31-33
• 3.3.3 abc自然坐标系33-35
• 3.3.4 无功动态补偿的并网逆变器自然坐标控制35-38
• 3.4 微网系统仿真及结果分析38-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第四章 无电压传感器的光储微网自然坐标并网控制42-50
• 4.1 引言42
• 4.2 虚拟电机的定义42-44
• 4.3 磁链观测器的设计44-45
• 4.4 指令电流的计算45-46
• 4.5 无电压传感器的微网并网逆变器的自然坐标控制结构46-47
• 4.6 仿真及结果分析47-49
• 4.7 本章小结49-50
• 第五章 光储微网系统并网控制实时实验50-59
• 5.1 引言50
• 5.2 光储微电网并网实验50-53
• 5.2.1 基于dSPACE的实验平台架构50-51
• 5.2.2 信号测量电路51-52
• 5.2.3 光耦隔离电路52
• 5.2.4 故障保护电路52-53
• 5.3 基于dSPACE的光储微电网并网系统实时实验分析53-58
• 5.4 本章小结58-59
• 结论与展望59-61
• 参考文献61-66
• 附录66-67
• 致谢67-68
• 攻读学位期间的主要科研成果68

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本文编号：444839