微网逆变电源的功率分配控制和同步运行特性研究

发布时间：2017-09-05 14:28

  本文关键词：微网逆变电源的功率分配控制和同步运行特性研究

  更多相关文章： 微网逆变电源 功率分配控制 有功无功解耦控制 相对增益法 同步特性

【摘要】：微网作为分布式电源接入配电网的有效方式得到越来越多的研究,微网中的分布式电源大多经过逆变器并网,所以逆变电源控制策略的研究显得尤为重要。本文就逆变电源的多机并联功率分配控制、单机输出功率解耦控制以及采用不同功率控制策略时的同步运行特性进行研究。第2章给出单机逆变器及其控制的整体框图,指出其控制分为内环的电压跟踪器和外环的功率控制器两大部分；介绍逆变器数学模型,电压跟踪器采用不同坐标系、不同控制结构、不同控制器类型时的各种控制策略；最后就闭环控制时逆变器等效输出阻抗可以灵活设计的特性进行了分析。3-5章主要就功率控制器在实现不同控制目标时的具体控制进行研究。第3章研究多逆变器并联时为实现功率精确分配和环流抑制所需要的功率控制器,在分析传统下垂控制局限性的基础上提出改进的下垂控制；为实现逆变器输出有功和无功的独立控制,不受线路阻抗的影响,达到更好的功率控制效果,第4章运用相对增益法对逆变器输出有功无功的耦合特性进行理论分析并提出一种新的解耦控制方法；第5章研究采用不同有功通道控制策略时逆变器的同步调节特性,并对下垂控制和虚拟同步发电机控制在同步调节过程的特性进行比较。每一章最后都设计了相应的仿真算例,通过PSCAD/EMTDC仿真验证所提出的控制策略的正确性和有效性。
【关键词】：微网逆变电源 功率分配控制 有功无功解耦控制 相对增益法 同步特性
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 微网的提出9
• 1.2 微网中逆变电源的控制9-11
• 1.3 下垂控制和功率解耦方法11-12
• 1.4 虚拟同步发电机的提出及几种基本的实现算法12-13
• 1.5 本课题的主要研究内容13-15
• 第2章 逆变器的数学模型和电压跟踪器的控制策略15-26
• 2.1 整体框架15
• 2.2 主电路的数学模型15-17
• 2.3 电压跟踪器的控制策略17-23
• 2.4 逆变器等效输出阻抗的灵活调节23-24
• 2.5 本章小结24-26
• 第3章 不同容量逆变器经线路并联的功率分配控制26-36
• 3.1 引言26
• 3.2 逆变器并联的控制算法分析26-32
• 3.2.1 物理电路特性分析26-28
• 3.2.2 传统下垂控制的功率分配和环流抑制效果28-30
• 3.2.3 改进的下垂控制30-31
• 3.2.4 添加虚拟电抗后的改进下垂控制31-32
• 3.3 仿真32-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第4章 微网功率耦合特性分析及解耦控制36-52
• 4.1 引言36
• 4.2 微源经线路传输的功率及其耦合性分析36-39
• 4.2.1 微源输出的功率36-37
• 4.2.2 解耦的必要性37-39
• 4.3 基于相对增益法的耦合性分析和基于前馈补偿的解耦控制39-46
• 4.3.1 相对增益矩阵及其含义39-40
• 4.3.2 基于前馈补偿法的解耦控制40-41
• 4.3.3 微源输出功率的耦合性分析和解耦控制41-44
• 4.3.4 三种解耦方法的对比44-46
• 4.4 仿真实例46-51
• 4.4.1 单机系统46-47
• 4.4.2 两机系统47-51
• 4.5 本章小结51-52
• 第5章 不同有功控制时微源的同步特性52-77
• 5.1 引言52
• 5.2 由同步发电机的稳定机制得到两种构造的微分方程52-58
• 5.2.1 微分方程与稳定性的关系52-53
• 5.2.2 同步发电机的稳定机制53-56
• 5.2.3 微分方程构造1：有阻尼VSG控制56-57
• 5.2.4 微分方程构造2：下垂控制57-58
• 5.3 不同有功控制策略组合下的同步调节特性58-70
• 5.3.1 扰动瞬间扰动功率的自然分配58-59
• 5.3.2 同步过程即扰动功率重新分配的过程59-64
• 5.3.3 不同控制组合的特性分析64
• 5.3.4 小信号仿真64-70
• 5.4 不同控制的两机系统的对比分析70-71
• 5.5 系统仿真及分析71-75
• 5.5.1 仿真模型结构介绍71-72
• 5.5.2 仿真设计介绍72-73
• 5.5.3 仿真结果分析73-75
• 5.6 本章小结75-77
• 第6章 结论与展望77-79
• 6.1 总结77-78
• 6.2 展望78-79
• 参考文献79-83
• 攻读硕士学位期间发表的论文83-84
• 致谢84

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本文编号：798544