虚拟同步发电机特性的能量型储能系统控制策略研究

发布时间：2017-10-10 06:39

  本文关键词：虚拟同步发电机特性的能量型储能系统控制策略研究

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【摘要】：随着经济的增长,人们对电能的依赖程度变得越来越高。与此同时,由于用电设备数量和种类的快速增长,导致电网的供电质量不能得到保证。特别是在低压配电网的供电末端,负荷突变造成的频率偏差和电压偏差问题以及大量单相负荷的存在造成的三相电流不平衡问题广泛存在,对电网和用电设备的安全构成了严重威胁。本文通过在低压配电网的变压器侧加入能量型储能系统,利用能量型储能系统输入和输出有功、无功功率,支撑用户端的频率和电压,减小它们的偏差;通过储能逆变器的负序电流控制策略,抑制三相电流的不平衡。本文主要做了如下工作:1)确定了能量型储能系统的设计目标,分析了其系统结构以及工作原理,并对能量型储能系统中的功率转换设备—储能逆变器的运行原理进行了分析,并在比较了几种典型的频率和电压的控制方法的基础上,提出了本文所采用的控制方法。2)为了解决供电末端的负荷突变造成的频率和电压的偏差问题,本文采用了虚拟同步发电机特性的储能逆变器的功率控制策略。首先分析了同步发电机的频率和电压控制机理,并对低压配电网中的频率电压和有功功率、无功功率的关系进行了研究分析。然后设计了有功和无功功率控制策略,通过储能系统的有功、无功调节来减小用户端频率和电压偏差。最后搭建了Matlab/Simulink仿真模型,仿真结果验证了上述功率控制策略的有效性。3)为了解决单相负荷引起的三相电流的不平衡问题,本文提出了虚拟同步发电机特性的储能逆变器的电流控制策略。首先对不平衡电流进行了分解。然后分析了不平衡电流在正负序双同步参考坐标系上的特性,在此基础上设计了基于正负序解耦的双同步参考坐标系的电流控制方案。通过负序电流闭环控制,减小了三相电流的不平衡。最后通过搭建仿真模型验证了它的有效性。
【关键词】：能量型储能系统 虚拟同步发电机 频率偏差 电压偏差 三相电流不平衡
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM31
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题背景及选题意义10-11
• 1.2 电能质量问题概述11-12
• 1.3 能量型储能系统控制策略的研究现状12-15
• 1.3.1 虚拟同步发电机的研究现状13-14
• 1.3.2 电流不平衡的抑制策略的研究现状14-15
• 1.4 本文主要工作及章节安排15-16
• 第二章 能量型储能系统的工作原理16-26
• 2.1 能量型储能系统的设计目标16-17
• 2.2 能量型储能系统的工作原理17-25
• 2.2.1 能量型储能系统的工作原理17-18
• 2.2.2 储能逆变器的工作原理18-21
• 2.2.3 储能逆变器的控制框图21-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第三章 虚拟同步发电机特性的储能逆变器的功率控制策略研究26-45
• 3.1 同步发电机的频率和电压控制机理26-29
• 3.2 低压配电网中频率电压和功率的关系分析29-31
• 3.3 虚拟同步发电机特性的储能逆变器的功率控制策略设计31-36
• 3.3.1 有功功率控制策略设计31-33
• 3.3.2 无功功率控制策略设计33-34
• 3.3.3 有功功率与无功功率的解耦控制34-36
• 3.4 仿真与分析36-44
• 3.4.1 有功功率控制仿真分析37-41
• 3.4.2 无功功率控制仿真分析41-44
• 3.5 本章小结44-45
• 第四章 虚拟同步发电机特性的储能逆变器的电流控制策略研究45-67
• 4.1 三相不平衡电流的正负序分解45-50
• 4.1.1 三相不平衡电流分析45-48
• 4.1.2 三相不平衡电流的正负序计算48-50
• 4.2 虚拟同步发电机特性的储能逆变器的电流控制器设计50-61
• 4.2.1 基于单同步参考坐标系的电流控制器设计50-54
• 4.2.2 基于双同步参考坐标系的电流控制器设计54-58
• 4.2.3 基于正负序解耦的电流控制器设计58-61
• 4.3 仿真与分析61-66
• 4.4 本章小结66-67
• 第五章 总结与展望67-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-72
• 个人简历及攻读硕士期间的主要研究成果72-73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 高月民;;低压电网中不平衡电流的危害及对策[J];胜利油田职工大学学报;2009年03期

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本文编号：1004881